DE10357746A1

DE10357746A1 - Verfahren zum Fixieren von Bauelementen an einem Kern, Komponente mit an einem Kern fixierten Bauelementen und Komponente mit eingegossenen Bauelementen

Info

Publication number: DE10357746A1
Application number: DE2003157746
Authority: DE
Inventors: Franz Prokesch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren von Bauelementen, insbesondere Spulen mit Spulenkernen, an einem Kern, eine Komponente mit an einem Kern fixierten Bauelementen und eine Komponente mit eingegossenen Bauelementen. Um das Verfahren und die Komponenten dahingehend zu verbessern, dass auf möglichst einfache Weise beschädigungsarm und mit verbesserter Positionsgenauigkeit Bauelemente fixierbar sind, werden die Bauelemente an einer Innen- oder Außenumfangsfläche des Kernes fixiert, wobei die Bauelemente zwischen einem etwa ringförmig ausgebildeten Fixierelement und der Umfangsfläche des Kernes angeordnet werden und das Fixierelement axial verpresst wird. Eine definierte Verformungszone des Fixierelementes verformt sich radial in Richtung zu den Bauelementen plastisch, wodurch die Bauelemente zwischen dem Fixierelement und dem Kern festgeklemmt werden. Eine erste Komponente weist den Kern, die Bauelemente und das Fixierelement auf, wobei die Bauelemente mittels des verformten Fixierelementes an dem Kern fixiert sind. Eine zweite Komponente weist das Fixierelement und die Bauelemente auf, die mit dem verformten Fixierelement vergossen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fixieren von Bauelementen, insbesondere Spulen mit Spulenkemen, an einem Kern, eine Komponente mit an einem Kern fixierten Bauelementen und eine Komponente mit eingegossenen Bauelementen.

Zum Ausbilden eines Stators eines Elektromotors oder eines Generators ist ein Verfahren bekannt, bei welchem Spulen mit Spulenkernen aufweisende Bauelemente um einen Kern herum angeordnet und mit einem Keilringsystem mit mehreren Keilringen von außen radial an den Kern angedrückt werden. Ein zwischen dem Keilringsystem und dem Kern gebildeter Raum, der die Spulen mit Spulenkern enthält, wird mittels Abdichtformen axial gedichtet, wobei der Raum anschließend mit Epoxidharz vergossen wird. Nach dem Aushärten des Harzes werden die Seitenformteile, das Keilringsystem und der Kern entfernt.

Das Andrücken der Spulen mit Spulenkörper an den Kern mittels des Keilringsystems ist technisch und zeitlich aufwendig. Dabei können die Spulen mit Spulenkern in eine fehlerhafte Lage verschoben werden. Mit dem Keilringsystem werden ferner enge Kanäle zum Zuleiten des noch flüssigen Epoxidharzes gebildet. Hierdurch bilden sich Blasen und es können Hohlräume unausgefüllt bleiben, wodurch das fertige Bauteil entsprechend geschwächt ist. Außerdem ist das Entfernen des Kerns, der Außenformteile und des Keilringsystems aufwendig, da Epoxidharz die Spalte verklebt und hierdurch Grate entstehen, die nachträglich entfernt werden müssen. Oft kommt es auch beim Anbringen und Entfernen der Außenformteile und des Keilringsystems zu Beschädigungen der Spulen und/oder Spulenkörper.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Komponenten dahingehend zu verbessern, dass auf möglichst einfache Weise beschädigungsarm und mit verbesserter Positionsgenauigkeit Bauelemente fixierbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Durch das axiale Verpressen entsteht eine im Wesentlichen plastische radiale Verformung des Fixierelementes, mit der die Bauelemente gegen den Kern gedrückt werden. Dementsprechend ist ein erreichter radialer Verformungsweg im Wesentlichen der, der nach dem Beenden des axialen Verpressens für das Andrücken der Bauelemente an den Kern wirksam ist. Dabei ist die Stärke der radialen Verformung und des Andrückens der Bauelemente über das axiale Verpressen gut einstellbar. Die Bauelemente können beschädigungsarm an den Kern angedrückt werden. Da die radiale Verformung des Fixierelementes während ihres Entstehens Ihre axiale Lage im Wesentlichen beibehält, behalten auch die Bauelemente während ihres Fixierens ihre ursprüngliche axiale Lage gegenüber dem Kern im Wesentlichen bei.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann im Bereich der Verformungszone ein nutartiges Profil auf der den Bauelementen abgewandten Seite des Fixierelementes ausgebildet werden. Das nutartige Profil ist ein geschwächter Bereich des Fixierelementes, in dem sich die Verformung vollzieht und dessen Position die Stelle der Verformung definiert.

Günstigerweise kann im Bereich der Verformungszone an der den Bauelementen zugewandten Seite des Fixierelementes ein wenigstens abschnittsweise umlaufender radialer Vorsprung ausgebildet werden. Durch die Verformung geht aus dem radialen Vorsprung ein Anlagebereich des Fixierelementes an dem Bauelement hervor. Darüber hinaus bestimmt der radiale Vorsprung die Art und den Verlauf sowie die Position der Verformung mit, insbesondere das radiale Verformen in Richtung zu den Bauelementen.

Besonders bevorzugt kann die den Bauelementen gegenüberliegende Umfangsseite des Fixierelementes nach dem Fixieren durch Bearbeiten in ihrer Kontur verändert werden. Die Lage der Kontur ist damit an der Lage der fixierten Bauelemente ausgerichtet. Lagefehler sind somit gering.

Günstigerweise kann das Fixierelement spanabhebend bearbeitet werden. Dies kann beispielsweise durch Drehen auf besonders einfache Weise erfolgen.

Besonders vorteilhaft kann an dem Fixierelement ein Anschlussstück als Befestigungsbasis vorgesehen werden. Über das Anschlussstück kann die gesamte hergestellte Komponente befestigt werden.

Vorteilhafterweise können das Anschlussstück und das Fixierelement einstückig ausgebildet werden. Hiermit sind Anschlussstück und Fixierelement materiell durchgehend miteinander verbunden. Dies kommt den Festigkeitswerten des Fixierelementes zugute. Außerdem werden Fixierelement und Anschlussstück gleichzeitig ausgebildet.

Günstigerweise kann ein die Bauelemente enthaltender Aufnahmeraum zwischen dem Fixierelement und dem Kern mit wenigstens einem Seitenformteil verschlossen werden und mit einer aushärtenden Flüssigkeit vergossen werden. Die ausgehärtete Flüssigkeit fixiert die Bauelemente in ihrer Lage zueinander und gibt der hergestellten Komponente Zusammenhalt. Mit dem Seitenformteil wird der Aufnahmeraum abgegrenzt und die Außenform der ausgehärteten Flüssigkeit an dieser Stelle bestimmt.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung können die Bauelemente unter Einbeziehung des Fixierelementes vergossen werden. Damit kann das Fixierelement an der fertigen Komponente verbleiben.

Besonders bevorzugt kann mindestens eine Verformungsbacke bewegt werden und das Fixierelement axial verpressen. Mit der Verformungsbacke wird das Verformen des Fixierelementes und somit das Fixieren der Bauelemente an dem Kern ausgeführt. Wahlweise kann die Verformungsbacke danach in Anlage an dem Fixierelement bleiben, um den Aufnahmeraum für das Vergießen zu verschließen.

Vorteilhafterweise kann ein Justierelement in Anlage an die Bauelemente gebracht werden, noch bevor die Verformungsbacke in Anlage an das Fixierelement kommt, wobei das Justierelement von der Verformungsbacke in Richtung zu den Bauelementen gedrückt wird, die dadurch gegen einen axialen Anschlag des Fixierelementes gedrückt werden. Auf diese Weise werden die Bauelemente relativ zu dem Fixierelement axial ausgerichtet und so gehalten, bevor das Fixierelement radial verformt wird.

Günstigerweise kann zwischen dem Seitenformteil und dem Fixierelement mit einer Dichtung abgedichtet werden. Hiermit bleibt die aushärtbare Flüssigkeit in dem die Bauelemente enthaltenden Aufnahmeraum hinter der Dichtung zurück und ein Spalt zwischen Seitenformteil und Fixierelement bleibt unvergossen.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst mit einer Komponente mit den Merkmalen des Anspruches 12.

Mit dem radial plastisch verformten Fixierelement sind die Bauelemente beschädigungsarm fixiert. Dabei wurde das Fixierelement durch axiales Verpressen im Wesentlichen plastisch radial verformt. Der erreichte radiale Verformungsweg ist somit im Wesentlichen der, mit dem die Bauelemente an dem Kern fixiert sind. Über das Maß des axialen Verpressens ist die Stärke der plastischen radialen Verformung und des Andrückens der Bauelemente gut eingestellt. Auch hat die radiale Verformung während ihres Entstehens ihre axiale Lage im Wesentlichen beibehalten. Dadurch sind die Bauelemente im Wesentlichen unter Beibehalten Ihrer ursprünglichen axialen Lage bezüglich des Kernes an diesem fixiert.

Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit einer Komponente mit den Merkmalen des Anspruches 13.

Durch das Vergießen sind die Bauelemente in ihrer Position zueinander fixiert. Weil die Bauelemente dabei an dem Innen- oder Außenumfang des Fixierelementes angeordnet sind, weist die hergestellte Komponente radial eine gute Genauigkeit auf. Weil das Fixierelement durch axiales Verpressen in radiale Anlage zu den Bauelementen gelangt ist und die radiale Verformung des Fixierelementes während ihres Entstehens ihre axiale Lage im Wesentlichen beibehalten hat, ist auch die axiale Lage der Bauelemente gegenüber dem Fixierelement von guter Genauigkeit. Ferner gibt das mit dem Bauelementen vergossene Fixierelement der Komponente eine zusätzliche Stabilität.

Die nachfolgend beschriebenen in Ausführungsformen der Komponente gemäß Anspruch 12 und der Komponente gemäß Anspruch 13 sind analog zu entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens. Gegebenenfalls werden weitere Vorteile genannt.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Verformungszone auf der den Bauelementen abgewandten Seite des Fixierelementes ein nutartiges Profil aufweisen.

Vorzugsweise kann im Bereich der Verformungszone an der den Bauelementen zugewandten Seite des Fixierelementes ein wenigstens abschnittsweise umlaufender radialer Vorsprung ausgebildet sein.

Günstigerweise kann das Fixierelement ein Anschlussstück als Befestigungsbasis aufweisen.

Besonders bevorzugt können das Anschlussstück und das Fixierelement einstückig ausgebildet sein.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform der Erfindung kann das Fixierelement aus einem nicht-ferromagnetischen Material ausgebildet sein, vorzugsweise aus Aluminium. Der durch die Spulen mit Spulenkemen ausgebildete magnetische Fluss bleibt bei einem Fixierelement aus nicht-ferromagnetischen Material unbeeinflusst.

Vorteilhafterweise kann das Fixierelement eine Gehäusekomponente eines Stators sein. Damit sind der elektromagnetisch wirksame Teil des Stators und das Gehäuseteil als eine Komponente ausgebildet.

Besonders vorteilhaft kann eine Produktionsvorrichtung für eine der vorgenannten Komponenten vorgesehen sein, wobei die Produktionsvorrichtung den Kern aufweist und zwischen Kern und Fixierelement ein Aufnahmeraum für die Bauelemente besteht, und wobei die Produktionsvorrichtung wenigstens eine bewegliche Verformungsbacke aufweist, mit welcher das Fixierelement für das Fixieren der Bauelemente plastisch verformbar ist.

Mit der Produktionsvorrichtung sind alle Bauelemente gleichzeitig und beschädigungsarm zwischen Kern und Fixierelement fixierbar, denn das radiale Verformen ist im Wesentlichen plastisch. Dabei ist die Stärke der radialen Verformung durch das axiale Verpressen gut einstellbar. Da das Fixieren durch das plastische radiale Verformen des Fixierelementes erfolgt und das radiale plastische Verformen durch axiales Verpressen des Fixierelementes bewirkt wird, behalten die Bauelemente ihre axiale Position trotz der axialen Bewegung der Verformungsbacke relativ gut bei.

Besonders vorteilhaft kann die Verformungsbacke als ein Seitenformteil ausgebildet sein, mit welchem der Aufnahmeraum für die Bauelemente zwischen dem Fixierelement und dem Kern verschließbar ist. Mit der Verformungsbacke ist das axiale Verpressen ausführbar. Da die Verformungsbacke als Seitenformteil den Aufnahmeraum für das Vergießen verschließt, bestimmt sie wenigstens teilweise die Außenkontur der ausgehärteten Flüssigkeit.

Besonders günstig kann zwischen dem Seitenformteil und dem Fixierelement eine Dichtung angeordnet sein. Damit bleibt die aushärtbare Flüssigkeit innerhalb des durch die Dichtung begrenzten Raumes.

Vorzugsweise kann ein von der Verformungsbacke in Richtung zu den Bauelementen vorstehendes und mit diesen in Anlage bringbares Justierelement vorgesehen sein, wobei das Justierelement von der Verformungsbacke in Richtung zu den Bauelementen federbeaufschlagt ist und die Bauelemente in Anlage an einen axialen Anschlag des Fixierelementes bringbar sind. Hierdurch können die Bauelemente relativ zu dem Fixierelement axial ausgerichtet werden, bevor sich die Verformungsbacke in Anlage mit dem Fixierelement befindet.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Komponente einer ersten Ausführungsform der Erfindung in teilweise freigeschnittener Darstellung,

2 eine Schnittansicht der Komponente aus 1 gemäß einer Linie II-II,

3 eine ausschnittsweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Produktionsvorrichtung, wobei sich ein Fixierelement in einem Ausgangszustand befindet,

4 eine ausschnittsweise Schnittansicht der Produktionsvorrichtung, wobei sich das Fixierelement in verformten Zustand befindet,

5 eine Ansicht eines Querschnittsprofils eines Fixierelementes einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

6 eine Produktionsvorrichtung und ein Fixierelement einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Komponente 1, die ringförmig ausgebildet ist. Die Komponente 1 weist eine Vielzahl von Bauelementen 2 auf, die entlang eines inneren Umfanges 4 eines Fixierelementes 3 ringförmig angeordnet sind. Die Bauelemente 2 sind mit einer ausgehärteten Flüssigkeit 5 vergossen. Dabei ist ein radial innerer Abschnitt 8 axialer Seiten 7 der Komponente 1 durch die ausgehärtete Flüssigkeit 5 ausgebildet. Ebenso sind Zwischenbereiche 9 zwischen den Bauelementen 2 durch die ausgehärtete Flüssigkeit 5 ausgefüllt. Auch Innenumfangsabschnitte 10 einer inneren Umfangsfläche 6 der Komponente 1 sind durch die ausgehärtete Flüssigkeit 5 ausgebildet. Die Bauelemente 2 sind durch die ausgehärtete Flüssigkeit 5 an dem Fixierelement 3 befestigt und in ihrer Lage jeweils zueinander und zu dem Fixierelement 3 gesichert.

Die Bauelemente 2 weisen Spulenkerne 11 auf, die jeweils von Spulen 12 umgeben sind. Die Spulenkerne 11 sind jeweils radial bezüglich eines Mittelpunktes 13 der Komponente 1 verlaufend angeordnet und bestehen aus einer Vielzahl von Plättchen, was in keiner der Figuren zeichnerisch dargestellt ist. Die Spulen sind in Umfangsvertiefungen 14 der Spulenkerne 11 gewickelt. Die Umfangsvertiefungen 14 sind jeweils spiegelsymmetrisch bezüglich einer Längsachse 15 der Spulenkerne 11 ausgebildet.

Die Spulen 12 mit Spulenkern 11 bilden Magnetfelder 16 aus, die in 1 andeutungsweise dargestellt sind. Der Verlauf der Magnetfelder 16 ist unabhängig von dem Vorhandensein oder nicht Vorhandensein des Fixierelementes 3, da das Fixierelement 3 aus nicht-ferromagnetischem Material ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform der Erfindung besteht das Fixierelement 3 aus Aluminium.

Das Fixierelement 3 bildet eine äußere, umfängliche Gehäusekomponente der Komponente 1. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Komponente 1 ein Stator eines Elektromotors oder eines Generators, insbesondere eines Servomotors, wie er beispielsweise bei Robotern eingesetzt wird. Oft sind derartige Servomotoren in den Gelenken von Roboterarmen angeordnet.

2 zeigt eine Schnittansicht der Komponente 1 gemäß einer Linie II-II aus 1.

Das Fixierelement 3 weist eine verformte Verformungszone 17' auf. An einem äußeren Umfang 19 des Fixierelementes 3 weist die verformte Verformungszone 17' eine verformte Nut 18' auf. Am inneren Umfang 4 des Fixierelementes 3 weist die verformte Verformungszone 17' einen radial in Richtung zu den Bauelementen 2 wulstartig ausgebildeten und umlaufenden verformten Radialvorsprung 20' auf. Der verformte Radialvorsprung 20' liegt an den Spulenkemen 11 an. Der äußere Umfang 19 ist durch Längsdrehen geglättet, was mit einem Verringern des Außenradius des Fixierelementes 3 einhergegangen ist.

3 zeigt ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Produktionsvorrichtung 21. Die Produktionsvorrichtung 21 weist einen rotationssymmetrischen Kern 22 mit einer Rotationsachse 23 auf. An einer Außenumfangsfläche 24 des Rotationskernes wird eine Vielzahl von Bauelementen 2 umlaufend angeordnet. Das Fixierelement 3 wird die Bauelemente 2 umschließend positioniert.

Anschließend werden zwei axial bewegliche Verformungsbacken 26 der Produktionsvorrichtung 21 axial seitlich des Fixierelementes 3 und der Bauelemente 2 positioniert. Dabei werden jeweils dem Fixierelement 3 und den Bauelementen 2 zugewandte axiale Seitenformflächen 28 der Verformungsbacken 26 jeweils abschnittsweise mit Axialumfangsflächen 27 des Fixierelementes 3 in Anlage gebracht. Innenumfangsflächen 29 der Verformungsbacken 26 liegen jeweils an der Außenumfangsfläche 24 des Kernes 22 an. Mit den Verformungsbacken 26 wird ein die Bauelemente 2 enthaltender Aufnahmeraum 25 zwischen dem Fixierelement 3 und dem Kern 22 verschlossen.

In diesem Zustand befindet sich das Fixierelement 3 noch in einem unverformten Ausgangszustand. Dementsprechend ist seine Verformungszone 17 noch unverformt und eine Innenumfangsfläche 4 des Fixierelementes 3 weist einen noch unverformten radial zu den Bauelementen 2 vorstehenden Radialvorsprung 20 auf. Der Radialvorsprung 20 hat eine den Bauelementen 2 gegenüberliegende Anlagefläche 43, die durch das Verformen des Fixierelementes 3 radial in fixierende Anlage an die Bauelemente 2 gebracht wird. Damit werden wenigstens Abschnitte der Anlagefläche 43 mit den Bauelementen 2 in Anlage, wie auch aus 2 hervorgeht. Der Radialvorsprung ist an dem Fixierelement 3 vorgeformt ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Drehen erfolgt sein.

Die an der den Bauelementen 2 gegenüberliegenden Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 3 ausgebildete Nut 18 ist ebenfalls noch unverformt. Die unverformte Nut 18 ist etwa U-förmig und zu der Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 3 hin offen ausgebildet. Durch die Nut 18 hat die Verformungszone 17 einen definierten Verformungsbereich.

Nun werden von den Verformungsbacken 26 axial gerichtete Verpressungskräfte auf das Fixierelement 3 aufgebracht, was in 3 durch Pfeile 30, 31 angedeutet ist. Dadurch verformt sich die Verformungszone 17, wobei die Nut 18 axial verengt wird und ein Nutgrund 33 der Nut 18 sowie der Radialvorsprung 20 werden radial in Richtung zu den Bauelementen 2 zu dem wulstartig vorstehenden verformten Radialvorsprung 20' plastisch verformt, vgl. 2 und 4.

Das axiale Verpressen des Fixierelementes 3 erfolgt solange, bis der Radialvorsprung 20' an allen Bauelementen 2 radial anliegt und diese mit ausreichendem Druck radial an den Kern 22 andrückt. Auf diese Weise sind die Bauelemente 2 durch das Fixierelement 3 an dem Kern 22 fixiert, wobei die Bauelemente 2 ihre vor dem Verformen des Fixierelementes 3 bezüglich Fixierelement 3 und Kern 22 eingenommene axiale Lage beibehalten haben.

Bei einem axialen Verpressen des Fixierelementes 3 verformt sich das Fixierelement 3 in axialer Richtung auch federelastisch. Dieser federelastische Anteil wird von den Verformungsbacken 26 durch zusätzliches axiales Bewegen in Richtung zu den Bauelementen 2 kompensiert. Dabei kommen die Verformungsbacken 26 jedoch nicht mit den Bauelementen 2 in Berührung. Da die Bauelemente 2 praktisch rein radial an den Kern 22 angedrückt werden, hat das Kompensieren des federelastischen Verformungsantei les des Fixierelementes 3 praktisch keinen Einfluss auf die axiale Lage der Bauelemente 2.

Nach dem Fixieren der Bauelemente 2 an dem Kern 22, wird der durch die Verformungsbacken 22 verschlossene Aufnahmeraum 25 mit aushärtender Flüssigkeit vergossen, die in dieser Ausführungsform der Erfindung Epoxidharz ist. Der Aufnahmeraum 25 ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass sich wenig Blasen in der aushärtbaren Flüssigkeit bilden.

Zwischen den Verformungsbacken 26 und den Axialumfangsflächen 27 des Fixierelementes 3 ist jeweils eine Dichtung 34 ausgebildet. Die Dichtungen 34 sind jeweils in Dichtungsnuten 35 der Verformungsbacken 26 aufgenommen. Mit den Dichtungen 34 wird die aushärtende Flüssigkeit daran gehindert, zwischen den Verformungsbacken 26 und den Axialumfangsflächen 27 des Fixierelementes 3 aus dem Aufnahmeraum 25 auszutreten.

Die Verformungsbacken 26 sind gleichzeitig jeweils Seitenformteile, deren Form die Form des radial inneren Abschnittes 8 der axialen Seite 7 der fertigen Komponente 1 bestimmt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Vergießen unter Einbeziehung des Fixierelementes 3, so dass die ausgehärtete Flüssigkeit 5 an dem Fixierelement 3 haftet.

Nach dem Aushärten der Flüssigkeit werden die Verformungsbacken 26 und der Kern 22 entfernt. Auf diese Weise ist dann die in 1 und 2 gezeigte erste Komponente 1 entstanden. Der Kern 22 und die Verformungsbacken 26 gehören zu einer Produktionsvorrichtung 21.

Alternativ können jedoch auch zunächst nur die Verformungsbacken 26 nach dem Aushärten der aushärtbaren Flüssigkeit entfernt werden und der Kern 22 z.B. als Halter für eine spätere Bearbeitung auf einer Werkzeugmaschine verwendet werden.

Bei einer weiteren Alternative ist es möglich, den die Bauelemente 2 enthaltenden Aufnahmeraum 25 unvergossen zu lassen und nach dem axialen Verpressen des Fixierelementes 3 die Verformungsbacken 26 zu entfernen. Auf diese Weise ist eine dritte Komponente herstellbar, bei der die Bauelemente 2 durch das radiale Andrücken mittels des verformten Radialvorsprunges 20' an dem Kern 22 fixiert sind. Dabei kann der Kern 22 eine Welle sein, z.B. eines Rotors.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung gehört das Fixierelement zu der jeweils hergestellten Komponente. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Fixierelement 3 zu der Produktionsvorrichtung gehört, jedoch nach dem axialen Verpressen als ein Teil der jeweilig hergestellten Komponente bei dieser Komponente verbleibt. Würde die hergestellte Komponente mit aushärtbarer Flüssigkeit vergossen, kann als eine Variante der Erfindung das Fixierelement 3 nach dem Aushärten der Flüssigkeit ganz oder teilweise entfernt werden.

Die Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 3 kann nach dem axialen Verpressen und/oder nach dem Aushärten der Flüssigkeit bearbeitet werden. Dies kann durch ein spanabhebendes Verfahren erfolgen, mit dem die Kontur der Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 3 beispielsweise in eine Endform bringbar ist.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird für gleiche Elemente auf bereits erfolgte Beschreibung verwiesen und es werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.

5 zeigt einen Querschnitt eines Fixierelements 38 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dieses Fixierelement 38 unterscheidet sich von dem Fixierelement 3 der ersten Ausführungsform dadurch, dass es ein Anschlussstück 39 aufweist. Das Anschlussstück 39 dient als Befestigungsbasis des Fixierelementes 38. Dabei können sowohl Teile oder Baugruppen an dem Fixierelement 38 befestigt werden und umgekehrt. Das Anschlussstück 39 ist als ein an der Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 38 umlaufender Anschlussflansch mit wenigstens einer axialen Bohrung 40 ausgebildet. Das Anschlussstück 39 ist einstückig mit dem Fixierelement 38 ausgebildet.

Die endgültige Kontur der Außenumfangsfläche 19 des Fixierelementes 38 und des Anschlussstückes 39 können nach dem axialen Verpressen und/oder dem Aushärten der Flüssigkeit durch Bearbeiten hergestellt werden, wie z.B. durch spanabhebendes Bearbeiten. Dadurch kann die endgültige Kontur des Fixierelementes 38 auf seine Lage relativ zu den fixierten Bauelementen 2 abgestimmt ausgebildet werden.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann ein hohlzylindrischer Kern verwendet werden, an dessen Innenumfangsfläche die Bauelemente 2 umlaufend angeordnet werden. Zum Fixieren der Bauelemente 2 an dem hohlzylindrischen Kern wird dann ein Fixierelement verwendet, das durch axiales Verpressen die Bauelemente 2 an die Innenoberfläche des hohlzylindrischen Kernes drückt.

Eine Produktionsvorrichtung 50 und ein Fixierelement 44 einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind in 6 gezeigt. Das Fixierelement 44 ist im Wesentlichen gleich zu dem Fixierelement 38 der zweiten Ausführungsform der Erfindung, jedoch weist es einen sich vom Bereich des Anschlussstückes 39 radial einwärts erstreckenden, kragenartigen Anlagevorsprung 46 auf, der auf Seiten der Verformungszone 17 eine Axialanlage 51 aufweist. Die Bauelemente 2, insbesondere die Spulenkerne 11, können in axialer Richtung des Fixierelementes 44 in Anlage an die Axialanlage 51 gebracht werden. Als einen weiteren Unterschied weist das Anschlussstück 39 eine durchgehende Bohrung 52 auf.

Die Produktionsvorrichtung 50 weist eine Verformungsbacke 47 auf, an der im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Erfindung ein axialer beweglicher Justierring 49 mit einer Spiralfeder 48 federbeaufschlagt vorgesehen ist. Auf der den Bauelementen 2 zugewandten Seite weist der Justierring 49 eine umlaufende Andrückfläche 53 auf, die mit den Bauelementen 2 in Anlage bringbar ist. Dabei steht der Justierring 49 in Richtung zu dem Fixierelement 44 und den Bauelementen 2 axial von der Verformungsbakke 47 vor und ist in einen zylindrischen Innenraum 55 des Fixierelementes 44 gegen die Kraft der Feder 48 hineinbewegbar.

Wird die Einheit aus Verformungsbacke 47 und Justierring 49 in Richtung zu den Bauelementen 2 axial in Pfeilrichtung 54 bewegt, gelangt zunächst die Andrückfläche 53 des Justierringes 49 in Anlage mit den Bauelementen 2. Dabei drückt der Justierring 49 die Bauelemente 2 axial gegen die Axialanlage 51 des Fixierelementes 44, wodurch die Bauelemente 2 relativ zu dem Fixierelement 44 axial ausgerichtet werden. Das Fixierelement 44 wird hierbei von einer nicht gezeigten Gegenhalteeinrichtung in seiner axialen Lage gehalten. Die zum Andrücken der Bauelemente 2 an die Axialanlage 51 erforderliche Kraft wird von der Verformungsbacke 47 über die Feder 48 auf den Justierring 49 übertragen, wobei die Feder 48 komprimiert wird. In 6 ist nur eine Feder 48 gezeigt, jedoch sind zwischen Justierring 49 und Verformungsbacke 47 entlang des Umfanges des Justierringes 49 mehrere Federn 48 angeordnet.

Wird nun die Verformungsbacke 47 axial weiter in Richtung zu den Bauelementen 2 und dem Fixierelement 44 bewegt, verringert sich ein Abstand zwischen der der Verformungsbacke 47 zugewandten Axialumfangsfläche 27 des Fixierelementes 44 und einer Pressfläche 56 der Verformungsbacke 47 auf Seiten des Fixierringes 44 bis sich die Verformungsbacke 47 und das Fixierelement 44 in Anlage miteinander befinden. Dabei hat der bereits in Anlage mit den Bauelementen 2 befindliche Justierring 49 seine axiale Lage beibehalten und die Federn 48 wurden weiter komprimiert. Anschließend erfolgt das bereits beschriebene Verformen des Fixierelementes 44, wobei der Justierring 49 auch hierbei seine axiale Lage beibehält und die Federn 48 weiter komprimiert werden.

Am Ende des Verformens des Fixierelementes 44 befindet sich der Fixierring 49 zu einem größeren Teil als zuvor in dem zylindrischen Innenraum 55 der Verformungsbacke 47, wobei jedoch ein axialer Abstand zwischen dem Justierring 49 und einer Endfläche 57 des zylindrischen Innenraumes 55 verblieben ist.

Claims

Verfahren, mit welchem Bauelemente (2), insbesondere Spulen (12) mit Spulenkernen (11), an einer Innen- oder Außenumfangsfläche (24) eines Kernes (22) fixiert werden, wobei die Bauelemente (2) zwischen einem etwa ringförmig ausgebildeten Fixierelement (3, 38, 41) und der Umfangsfläche (24) des Kerns (22) angeordnet werden und das Fixierelement (3, 38, 41) axial verpresst wird, wobei sich eine definierte Verformungszone (17) des Fixierelementes (3, 38, 41) radial in Richtung zu den Bauelementen (2) plastisch verformt und die Bauelemente (2) zwischen dem Fixierelement (3, 38, 41) und dem Kern (22) festklemmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verformungszone (17) ein nutartiges Profil (18) auf der den Bauelementen (2) abgewandten Seite (19) des Fixierelementes (3, 38, 41) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verformungszone (17) an der den Bauelementen (2) zugewandten Seite (4) des Fixierelementes (3) ein wenigstens abschnittsweise umlaufender radialer Vorsprung (20) ausgebildet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Bauelementen (2) gegenüberliegende Umfangsseite (19) des Fixierelementes (3, 38, 41) nach dem Fixieren durch Bearbeiten in ihrer Kontur verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3, 38, 41) spanabhebend bearbeitet wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Fixierelement (3, 38, 41) ein Anschlussstück (39, 42) als Befestigungsbasis vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (39) und das Fixierelement (38) einstückig ausgebildet werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Bauelemente (2) enthaltender Aufnahmeraum (25) zwischen dem Fixierelement (3, 38, 41) und dem Kern (22) mit wenigstens einem Seitenformteil (26) verschlossen wird und mit einer aushärtenden Flüssigkeit vergossen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauelemente (2) unter Einbeziehung des Fixierelementes (3, 38, 41) vergossen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verformungsbacke (26) bewegt wird und das Fixierelement axial verpresst.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Justierelement (40) in Anlage an die Bauelemente (2) gebracht wird, noch bevor die Verformungsbacke (47) in Anlage an das Fixierelement (3) kommt, wobei das Justierelement (49) von der Verformungsbacke (47) in Richtung zu den Bauelementen (2) gedrückt wird, die dadurch gegen einen axialen Anschlag (51) des Fixierelementes (44) gedrückt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Seitenformteil (26) und dem Fixierelement (3, 38, 41) mit einer Dichtung (34) abgedichtet wird.
Komponente mit an einem Kern (22) fixierten Bauelementen (2), insbesondere Spulen (12) mit Spulenkernen (11), wobei die Bauelemente (2) zwischen einem etwa ringförmigen Fixierelement (3, 38, 41) und einer Innen- oder Außenumfangsfläche (24) des Kernes (22) angeordnet sind und das Fixierelement (3, 38, 41) eine durch axiales Verpressen (30, 31) in Richtung zu den Bauelementen (2) radial plastisch verformte Verformungszone (17') aufweist, wobei die Bauelemente (2) mittels der verformten Verformungszone (17') zwischen dem Fixierelement (3, 38, 41) und dem Kern (22) fixiert sind.
Komponente (1) mit einem etwa ringförmig ausgebildeten Fixierelement (3, 38, 41) und an einem Innen- oder Außenumfang (4) des Fixierelementes (3, 38, 41) angeordneten Bauelementen (2), insbesondere Spulen (12) mit Spulenkernen (11), wobei die Bauelemente (2) mit dem Fixierelement (3, 38, 41) vergossen sind und das Fixierelement eine durch das axiale Verpressen radial in Richtung zu den Bauelementen verformte Verformungszone (17', 20) aufweist.
Komponente nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungszone (17') auf der den Bauelementen (2) abgewandten Seite (19) des Fixierelementes (3, 38, 41) ein nutartiges Profil (18') aufweist.
Komponente nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verformungszone (17) an der den Bauelementen (2) zugewandten Seite (4) des Fixierelementes (3) ein wenigstens abschnittsweise umlaufender radialer Vorsprung (20) ausgebildet ist.
Komponente nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (38, 41) ein Anschlussstück (39, 42) als Befestigungsbasis aufweist.
Komponente nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (39) und das Fixierelement (38) einstückig ausgebildet sind.
Komponente nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3, 38, 41) aus einem nicht-ferromagnetischen Material ausgebildet ist, vorzugsweise aus Aluminium.
Komponente nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (3, 38, 41) eine Gehäusekomponente eines Stators ist.
Produktionsvorrichtung für eine Komponente nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die Produktionsvorrichtung den Kern (22) aufweist und zwischen Kern (22) und Fixierelement (3, 38, 41) ein Aufnahmeraum (25) für die Bauelemente (2) besteht, und wobei die Produktionsvorrichtung wenigstens eine bewegliche Verformungsbacke (26) aufweist, mit welcher das Fixierelement (3, 38, 41) für das Fixieren der Bauelemente (2) plastisch verformbar ist.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsbacke (26) als ein Seitenformteil ausgebildet ist, mit welchem der Aufnahmeraum (25) für die Bauelemente (2) zwischen dem Fixierelement (3, 38, 41) und dem Kern (22) verschließbar ist.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Seitenformteil (26) und dem Fixierelement (3, 38, 41) eine Dichtung (34) angeordnet ist.
Produktionsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Verformungsbacke (47) in Richtung zu den Bauelementen (2) vorstehendes und mit diesen in Anlage bringbares Justierelement (49) vorgesehen ist, wobei das Justierelement (49) von der Verformungsbacke (47) in Richtung zu den Bauelementen (2) federbeaufschlagt ist und die Bauelemente (2) in Anlage an einen axialen Anschlag (51) des Fixierelementes (44) bringbar sind.