DE112007002887T5

DE112007002887T5 - Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns, Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns und durch dieses Verfahren hergestellter Ringkern

Info

Publication number: DE112007002887T5
Application number: DE112007002887T
Authority: DE
Inventors: Masafumi Saito; Tetsuo Suzuki; Naoya Saruhashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-09-24
Also published as: JP2012070633A; JP4940245B2; CN101542874B; JP2012070634A; CN101542874A; CA2670322C; US8127429B2; US20100052463A1; JPWO2008065830A1; CA2670322A1; WO2008065830A1; JP5290438B2

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerns, der aus einer Vielzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten und gestapelten separaten Kernplatten aufgebaut ist, umfassend:
einen Drehmechanismus zum Drehen von gestapelten separaten Kernplatten um einen vorbestimmten Winkel;
ein inneres Führungselement, das radial innerhalb der in dem ringförmigen Muster gestapelten separaten Kernplatten angeordnet ist; und
ein äußeres Führungselement, das radial außerhalb der separaten Kernplatten angeordnet ist;
worin, während eines von innerem Führungselement und äußerem Führungselement die separaten Kernplatten stützt, das andere von innerem Führungselement und äußerem Führungselement auf die separaten Kernplatten einen Druck ausübt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns, der aus einer Vielzahl von separaten Kernplatten aufgebaut ist, die in einem ringförmigen Muster angeordnet und gestapelt sind, sowie einen durch dieses Verfahren hergestellten Ringkern.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ringkerne, z. B. zur Verwendung in Elektromotoren, haben eine Ringform (eine hohlzylindrische Form), die aus einem Stapel von dünnen Metallblechen aufgebaut ist. Jedes der dünnen Stahlbleche ist aus einem Stahlblech ringförmig ausgeschnitten. Von der Innenseite des Ringblechs abgeschnittenes Verschnittmetall wird verworfen.
Bei einem Versuch, das Stahlblech mit einer erhöhten Rate zu nutzen, ist ein Rotorkern bekannt, der eine Vielzahl von separaten Kernplatten in der Form von umfangsmäßig separaten dünnen Stahlblechsektoren aufweist.
Der vorliegende Anmelder hat ein Verfahren zur Herstellung eines Rotorkerns (Ringkerns) vorgeschlagen, indem separate Kernplatten abwechselnd gestapelt und gebildet werden, wie im Patentdokument 1 offenbart. Gemäß diese vorgeschlagenen Herstellungsverfahren ist es möglich, die Nutzungsrate des Blechmaterials zu erhöhen und die Zeit zu verkürzen, die zum Stapeln der separaten Kernplatten erforderlich ist.
Wenn separate Kernplatten zur Herstellung eines Ringkerns gestapelt werden, ist es wünschenswert, die zum Stapeln der separaten Kernplatten erforderliche Zeit weiter zu verkürzen und auch die separaten Kernplatten mit höherer Genauigkeit zu stapeln.

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-223022

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns anzugeben, mit der eine Mehrzahl von separaten Kernplatten in einem ringförmigen Muster rasch, effizient und hochgenau gestapelt werden.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns anzugeben, mit dem separate Kernplatten rasch, effizient und hochgenau gestapelt werden.
Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ringkern anzugeben, der aus einer Vielzahl von separaten Kernplatten aufgebaut ist, die in einem ringförmigen Muster als Schichten gestapelt sind, wobei die Schichten mit hoher Verbindungsfestigkeit miteinander verbunden sind.
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns angegeben, der aus einer Vielzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten und gestapelten separaten Kernplatten aufgebaut ist, umfassend: einen Drehmechanismus zum Drehen von gestapelten separaten Kernplatten um einen vorbestimmten Winkel; ein inneres Führungselement, das radial innerhalb der in dem ringförmigen Muster gestapelten separaten Kernplatten angeordnet ist; und ein äußeres Führungselement, das radial außerhalb der separaten Kernplatten angeordnet ist; worin, während eines von innerem Führungselement und äußerem Führungselement die separaten Kernplatten stützt, das andere von innerem Führungselement und äußerem Führungselement auf die separaten Kernplatten einen Druck ausübt.
Mit der obigen Anordnung können die separaten Kernplatten rasch gestapelt werden, während sie durch den Drehmechanismus um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden. Die gestapelten separaten Kernplatten werden durch das innere Führungselement und das äußere Führungselement positioniert und gehalten. Die separaten Kernplatten können hochgenau gestapelt werden und können, nach Stapelung einer vorbestimmten Anzahl von separaten Kernplatten, von einer unteren Position leicht entladen werden, was in einer erhöhten Herstellungseffizienz resultiert.
Wenn die Vorrichtung einen Gegendruckanlegemechanismus zum Anlegen eines Gegendrucks an eine axiale Endfläche des inneren Führungselements aufweist, um die andere axiale Endfläche des inneren Führungselements und eine axiale Endfläche des äußeren Führungselements miteinander in Flucht liegend zu halten, dann wird verhindert, dass das innere Führungselement unter den Presskräften von einem Stempel, während die separaten Kernplatten gestapelt werden, positionsmäßig verlagert werden. Im Ergebnis können die separaten Kernplatten stabil gestapelt werden.
Wenn die separaten Kernplatten an ihren Innenumfangsoberflächen plattenseitige Nasen oder plattenseitige Vertiefungen enthalten und das innere Führungselement Vertiefungen oder Nasen enthält, entsprechend den plattenseitigen Nasen oder den plattenseitigen Vertiefungen der separaten Kernplatten, dann kann das innere Führungselement die separaten Kernplatten zuverlässig positionieren und stützen.
Wenn der Drehmechanismus eine Drehantriebsquelle aufweist, die direkt an einer Außenumfangsoberfläche des äußeren Führungselements angebracht ist, um die separaten Kernplatten, die von dem äußeren Führungselement und dem inneren Führungselement gehalten werden, um den vorbestimmten Winkel zu drehen, dann können die separaten Kernplatten mit hoher Geschwindigkeit hochgenau zu einer gewünschten Position gedreht werden und in der gewünschten Position positioniert werden. Daher kann die Zeitdauer, die zur Herstellung des Ringkerns erforderlich ist, verkürzt werden.
Wenn die Drehantriebsquelle einen Rotor aufweist, der direkt an dem äußeren Führungselement, die Außenumfangsoberfläche des äußeren Führungselements umgebend, angebracht ist, und die Vorrichtung ferner Lager aufweist, die an entgegengesetzten axialen Enden des Rotors angeordnet sind, um das äußere Führungselement zu stützen, dann können die Presskräfte, die beim Stapeln der separaten Kernplatten angelegt werden, und die Presskräfte von den inneren Führungselementen von den Lagern zuverlässig aufgenommen werden. Daher wird zuverlässig verhindert, dass sich das äußere Führungselement durch die Presskräfte verzieht und verformt, und es wird effizient verhindert, dass die Drehantriebsquelle Überlastungen ausgesetzt wird.
Die Vorrichtung kann einen Ringkern herstellen durch Ausstanzen der separaten Kernplatten aus einem Blech, anschließendes Zurückdrücken der ausgestanzten separaten Kernplatten zu Abschnitten des Blechs, aus denen die separaten Kernplatten ausgestanzt worden sind, und Anordnen und Stapeln der separaten Kernplatten, die zu dem Blech zurückgedrückt worden sind. Die Vorrichtung kann ferner einen Stempel zum Pressen einer zu dem Blech zurückgedrückten separaten Kernplatte aufweisen, um die separate Kernplatte zwischen dem äußeren Führungselement und dem inneren Führungselement zu halten, und aufeinanderfolgendes Pressen anderer separater Kernplatten gegen seitliche und obere Flächen der separaten Kernplatte, die von der Drehantriebsquelle um den vorbestimmten Winkel gedreht wird, um die separaten Kernplatten in dem ringförmigen Muster anzuordnen und zu stapeln.
Das innere Führungselement kann ein Außenrahmenelement aufweisen, das eine Mehrzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten Sätzen aufweist, die aus ersten Führungselementen, die gegen Innenumfangsoberflächen der separaten Kernplatten gehalten werden, und zweiten Führungselementen, die radial innerhalb der ersten Führungselemente mit dazwischen eingefügten elastischen Elementen angeordnet sind, aufgebaut sind; und ein mittleres Element, das radial innerhalb des äußeren Rahmenelements angeordnet ist und eine Schrägfläche aufweist, die Schrägflächen an Innenumfangsflächen der zweiten Führungselemente entsprechen, wobei das mittlere Element in axialer Richtung bewegbar ist, um die Sätze des äußeren Rahmenelements in diametraler Richtung senkrecht zur axialen Richtung positionsmäßig einzustellen, um einen vorbestimmten Druck auf die Innenumfangsflächen der separaten Kernplatten diametral auszuüben. Da das Mittelelement in der Lage ist, das zweite Führungselement positionsmäßig zu justieren, um die Presskräfte einzustellen, die unter den Spannkräften der elastischen Elemente vom ersten Führungselement auf die separaten Kernplatten ausgeübt werden, können die separaten Kernplatten stabil in Position gehalten werden. Ferner können die separaten Kernplatten zuverlässig hochgenau gestapelt werden, um hierdurch den Ringkern mit erhöhter Qualität zu bilden.
Die separaten Kernplatten können an ihren Innenumfangsflächen plattenseitige rechteckige Nasen oder plattenseitige rechteckige Vertiefungen enthalten; während das innere Führungselement rechteckige Vertiefungen oder rechteckige Nasen enthalten kann, entsprechend den plattenseitigen rechteckigen Nasen oder den plattenseitigen rechteckigen Vertiefungen der separaten Kernplatten, worin das innere Führungselement die Innenumfangsflächen der separaten Kernplatten stützt, wenn die plattenseitigen rechteckigen Nasen oder plattenseitigen rechteckigen Vertiefungen der separaten Kernplatten in oder über die rechteckigen Vertiefungen oder rechteckigen Nasen sitzend gepresst werden. Die gestapelten Kernplatten können somit unter erhöhten Rückhaltekräften in der Richtung, in der sie gedreht werden, in Position gehalten werden. Da die separaten Kernplatten stabil gehalten und gestapelt werden, kann der Ringkern hocheffizient und rasch gebildet werden.
Gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns angegeben, der aus einer Mehrzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten und gestapelten separaten Kernplatten aufgebaut ist, umfassend: Stützen der separaten Kernplatten mit einem eines inneren Führungselements, das radial innerhalb der in dem ringförmigen Muster gestapelten separaten Kernplatten angeordnet ist, und eines äußeren Führungselements, das radial außerhalb der separaten Kernplatten angeordnet ist, und Anlegen eines Drucks von dem anderen von innerem Führungselement und äußerem Führungselement; und Stapeln der separaten Kernplatten in dem ringförmigen Muster zur Bildung des Ringkerns, während die separaten Kernplatten gemeinsam mit dem inneren Führungselement und dem äußeren Führungselement um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden.
Wenn die separaten Kernplatten an ihren Innenumfangsflächen plattenseitige Nasen haben, wobei die plattenseitigen Nasen Positionierungselemente enthalten, zum Einsetzen in Eingriff mit den Kernplatten in benachbarten Schichten, wenn die separaten Kernplatten als Schichten gestapelt werden, und das innere Führungselement Vertiefungen aufweist, die den plattenseitigen Nasen entsprechen, zum Positionieren und Stützen der plattenseitigen Nasen, dann können die separaten Kerne hochgenau gestapelt werden.
Wenn das Verfahren ferner die Schritte umfasst, Ausstanzen der Positionierungselemente und danach Zurückdrücken der ausgestanzten Abschnitte zu Abschnitten der separaten Kernplatten, aus denen die ausgestanzten Positionierungselement ausgestanzt worden sind; Auswerfen der ausgestanzten Abschnitte, die zu den gestapelten separaten Kernplatten zurückgedrückt worden sind, mit Stiften, und Einsetzen der Stifte in die separaten Kernplatten, die als Schichten gestapelt sind, um hierdurch die Schichten miteinander zu verbinden, dann können die Stifte leicht und rasch eingesetzt werden, um die Schichten zu verkoppeln.
Wenn die separaten Kernplatten als Schichten in dem ringförmigen Muster gestapelt werden, dann können Enden der separaten Kernplatten relativ zueinander zwischen aufeinanderliegenden Schichten verlagert sein. Daher können die Schichten mit erhöhter Festigkeit miteinander gekoppelt werden.
Gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung wird auch ein Ringkern angegeben, der durch das obige Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns hergestellt ist. Der Ringkern umfasst Kernplatten, die jeweils ein ringförmiges Muster von separaten Kernplatten enthalten, in deren jeder zumindest zwei Magneteinsetzlöcher mit gleichen Abstandsintervallen definiert sind, wobei die Kernplatten nacheinander derart gestapelt sind, dass die separaten Kernplatten um einen Winkel versetzt sind, der einem der Magneteinsetzlöcher entspricht.
Mit der obigen Anordnung umfassen die Schichten des Ringkerns Schichten aus Kernplatten, die mit erhöhter Festigkeit miteinander gekoppelt sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns, der durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
2 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Abschnitts des in 1 gezeigten Rotorkerns;
3 ist eine schematische Ansicht einer Rotorkernproduktionslinie gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns auf der in 3 gezeigten Rotorkernproduktionslinie zeigt;
5 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen dritten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
6 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen fünften Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
7 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen achten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
8A ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der ein Blech in eine in 3 gezeigte Zurückdrückstanzformbaugruppe eingesetzt wird;
8B ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine separate Kernplatte aus dem Blech durch eine Oberform der in 8A gezeigten Zurückdrückstanzformbaugruppe ausgestanzt wird;
8C ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die separate Kernplatte, die mit der in 8A gezeigten Zurückdrückstanzformbaugruppe aus dem Blech ausgestanzt worden ist, zurückgedrückt wird;
9 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen zwölften Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
10 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen achtzehnten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
11 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen dreiundzwanzigsten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
12A ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die eine in 3 gezeigte Durchfallformbaugruppe im vergrößerten Maßstab zeigt;
12B ist eine schematische Querschnittsansicht entlang Linie XIIB-XIIB von 12A;
13A ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 1. erste separate Kernplatte durch die in 3 gezeigte Durchfallformbaugruppe fällt;
13B ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 2. erste separate Kernplatte fällt;
13C ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der ein äußeres Führungselement um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, nachdem eine 3. erste separate Kernplatte gefallen ist;
14A ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der mit der in 3 gezeigten Durchfallformbaugruppe eine zweite Kernplatte auf der ersten Kernplatte gestapelt wird, wobei die Ansicht um 360° über den Umfang abgewickelt ist;
14B ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine zweite Kernplatte in einer oberen Schicht auf die zweite Kernplatte gestapelt wird, wobei die Ansicht um 360° über den Umfang abgewickelt ist;
15 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen vierunddreißigsten Schritt des Verfahrens zur Herstellung eines Rotorkerns zeigt;
16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine gestapelte Anordnung mit der in 3 gezeigten Durchfallformbaugruppe hergestellt wird;
17A ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine andere gestapelte Baugruppe auf der gestapelten Baugruppe hergestellt wird, die mit der in 3 gezeigten Durchfallformbaugruppe hergestellt ist;
17B ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die erste gestapelte Baugruppe fällt;
17C ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die gefallene gestapelte Anordnung entladen wird;
18 ist eine schematische Perspektivansicht, die die Art und Weise zeigt, in der mit einer Stifteinsetzvorrichtung Stifte in die gestapelte Baugruppe eingesetzt werden, die auf der in 3 gezeigten Rotorkernproduktionslinie hergestellt wurde;
19 ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der mit der Stifteinsetzvorrichtung die Stifte in die gestapelte Baugruppe eingesetzt werden, wobei die Ansicht um 360° über den Umfang abgewickelt ist;
20 ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der mit der Stifteinsetzvorrichtung die Stifte in die gestapelte Baugruppe eingesetzt werden, wobei die Ansicht um 360° über den Umfang abgewickelt ist;
21 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie XXI-XXI von 18;
22A ist eine Ansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine Vielzahl von gestapelten Baugruppen, deren jede in 21 gezeigt sind, gleichzeitig in einem Heizofen erhitzt wird;
22B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer der gestapelten Baugruppen;
23 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns, der mit einem Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
24 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Abschnitts des in 23 gezeigten Rotorkerns;
25A ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 1. erste separate Kernplatte des in 23 gezeigten Rotorkerns durch eine Durchfallformbaugruppe fällt;
25B ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 2. erste separate Kernplatte fällt;
25C ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der ein äußeres Führungselement um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, nachdem eine 3. erste separate Kernplatte gefallen ist;
26A ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine zweite Kernplatte auf eine erste Kernplatte des in 23 gezeigten Rotorkerns mit der Durchfallformbaugruppe gestapelt wird, wobei die Ansicht um 360° umfangsmäßig abgewickelt ist;
26B ist eine Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der eine zweite Kernplatte in einer oberen Schicht auf die zweite Kernplatte gestapelt wird, wobei die Ansicht um 360° umfangsmäßig abgewickelt ist;
27 ist eine Explosionsperspektivansicht eines Abschnitts eines Rotorkerns gemäß einer Modifikation des in 23 gezeigten Rotorkerns;
28 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns, der durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
29 ist eine schematische Draufsicht einer Rotorkernproduktionslinie gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
30 ist eine vergrößerte Draufsicht mit partieller Weglassung einer Durchfallformbaugruppe der in 29 gezeigten Rotorkernproduktionslinie;
31 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang Linie XXXI-XXXI von 30;
32 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang Linie XXXII-XXXII von 30;
33A ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 1. erste separate Kernplatte durch die in 30 gezeigte Durchfallformbaugruppe hindurchfällt;
33B ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine 2. erste separate Kernplatte fällt;
33C ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der die erste Kernplatte um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, nachdem eine 3. erste separate Kernplatte gefallen ist;
34 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine gestapelte Baugruppe zeigt, die mit der in 30 gezeigten Durchfallformbaugruppe hergestellt ist;
35A ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der zwei gestapelte Baugruppen auf der gestapelten Baugruppe hergestellt werden, die mit der in 30 gezeigten Durchfallformbaugruppe hergestellt ist;
35B ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die erste gestapelte Baugruppe auf der Oberseite eines unteren Rahmens angeordnet wird;
35C ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Art und Weise zeigt, in der die erste gestapelte Baugruppe entladen wird;
36 ist eine Draufsicht eines Rotorkerns, der durch ein Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
37 ist eine Draufsicht eines inneren Führungselements, das verwendet wird, wenn der in 36 gezeigte Rotorkern hergestellt wird;
38 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die die Art und Weise zeigt, in der eine separate Kernplatte mit einer Durchfallformbaugruppe gestapelt wird, welche das in 37 gezeigte innere Führungselement enthält; und
39 ist eine Querschnittsansicht mit partieller Weglassung, die rechteckige Nasen von separaten Kernplatten, die mit der in 38 gezeigten Durchfallformbaugruppe gestapelt sind, und eine rechteckige Vertiefung in dem inneren Führungselement zeigt.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf mit der Vorrichtung ausgeführten Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns nachfolgend im Detail in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns (Ringkerns) 10a, der mit einer Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Der Rotorkern 10a dient z. B. als Teil eines Rotors. Der Rotor und ein nicht gezeigter Stator bilden gemeinsam einen Elektromotor (rotierende Maschine).
Der Rotorkern 10a umfasst eine ringförmige erste Kernplatte 14, die aus einer umfangsmäßig angeordneten Mehrzahl von (in der vorliegenden Ausführung drei) ersten separaten Kernplatten (Rotorkernstücken) 12 aufgebaut ist, wobei jede der ersten separaten Kernplatten ein dünnes sektorförmiges magnetisches Stahlblech aufweist, sowie ringförmige zweite Kernplatten 18, die aus über den Umfang angeordneten zweiten separaten Kernplatten (Rotorkernstücken) 16 aufgebaut sind, wobei jede der zweiten separaten Kernplatten ein dünnes sektorförmiges magnetisches Stahlblech aufweist. Die zweiten Kernplatten 18 sind von der ersten Kernplatte 14 um eine vorbestimmte Phase winkelversetzt. Der Rotorkern 10a enthält insgesamt fünfzig Schichten, enthaltend die erste Kernplatte 14 als unterste Schicht, sowie eine Mehrzahl (in der vorliegenden Ausführung 49) zweiten Kernplatten 18, die auf die erste Kernplatte 14 gestapelt sind.
Jede der separaten Kernplatten hat zwei Löcher (Kupplungsabschnitte, Durchgangslöcher) 20, oder alternativ hat jede Schicht sechs Löcher (Kupplungsabschnitte, Durchgangslöcher) 20. Stifte (Kupplungselemente) 22, die aus nicht magnetischem Material (nicht magnetischen Körpern) hergestellt sind, werden jeweils in die Löcher 20 in der Stapelrichtung (axialen Richtung) eingesetzt, um hierdurch die Schichten miteinander zu verbinden. Die Schichten des Rotorkerns 10a werden durch Klebstoff 23 fest miteinander verbunden, welcher auf Ober- und Unterseiten der ersten separaten Kernplatten 12 und der zweiten separaten Kernplatten 16 aufgetragen wird. Die Anzahl der Schichten des Rotorkerns 10a kann in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen verändert werden.
Das nicht magnetische Material der Stifte 22 kann Aluminium, Messing, austenitischer rostfreier Stahl oder dgl. sein. In der vorliegenden Ausführung wird bevorzugt austenitischer rostfreier Stahl verwendet, im Hinblick auf seine Festigkeit und leichte Verfügbarkeit. Wenn die Stifte 22 aus Aluminium hergestellt sind, dann muss der Durchmesser der Stifte 22 größer gemacht werden, wegen der geringen Festigkeit von Aluminium. Obwohl Messing eine ausreichende Festigkeit hat, ist die Verfügbarkeit von Messing gering, und die Kosten der Stifte 22 können möglicherweise hoch sein.
Die separaten Kernplatten der Schichten, die aufeinander gelegt sind, d. h. die ungeradzahligen Schichten (die erste Schicht, die dritte Schicht etc.) und die geradzahligen Schichten (die zweite Schicht, die vierte Schicht etc.) haben Anlageenden (Anlageenden), die an Positionen angeordnet sind, die um einen vorbestimmten Winkel (vorbestimmte Distanz) winkelversetzt sind. Enden der separaten Kernplatten in jeder der ungeradzahligen Schichten sind in insgesamt drei Positionen angeordnet, die von einer Referenzposition A1 in 1 um 120° versetzt ist, und Enden der separaten Kernplatten in jeder der geradzahligen Schichten sind in insgesamt drei Positionen angeordnet, die von einer Referenzposition A2 in 1 um 120° versetzt ist, die wiederum von der Referenzposition A1 um 60° versetzt ist.
Insbesondere hat, wie in 2 gezeigt, die erste Kernplatte 14, die als die ungeradzahlige erste Schicht (unterste Schicht) dient, die ersten separaten Kernplatten 12, deren Enden sich an drei Positionen A1 abstützen, die um einen vorbestimmten Winkel θ1 (in der vorliegenden Ausführung 120°) winkelversetzt sind. Die zweite Kernplatte 18, die als die geradzahlige zweite Schicht dient, hat die zweiten Kernplatten 16, deren Enden sich an drei Positionen A2 abstützen, die um einen vorbestimmten θ3 (in der vorliegenden Ausführung 120°) winkelversetzt sind. Die Positionen A2 sind von den Positionen A1 um einen vorbestimmten Winkel θ2 (in der vorliegenden Ausführung 60°) winkelversetzt.
Jede der ersten separaten Kernplatten 12 enthält an ihrem inneren Bogenrand ein Paar von im Wesentlichen halbkreisförmigen Nasen (Vorsprüngen, plattenseitigen Nasen) 24, 24. Die Nasen 24 sind mit gleichen Winkelintervallen an der ersten Kernplatte 14 angeordnet, welche aus den drei ersten separaten Kernplatten 12 aufgebaut ist. Angenähert mittlere Abschnitte der Nasen 24 werden von Positionierungselementen (Kupplungsabschnitten, gekrimpten Abschnitten) 26 der zweiten separaten Kernplatte 16 ergriffen (siehe 14A und 14B). Die Nasen 24 haben auch die Löcher 20, um die dort eingesetzten Stifte 22 aufzunehmen.
Jede der ersten separaten Kernplatten 12 hat auch vier rechteckige Magnetlöcher (Magneteinsetzlöcher) 28, die darin mit angenähert gleichen Winkelintervallen entlang ihrem äußeren Bogenrand definiert sind. Wenn die erste Kernplatte 14 und die zweiten Kernplatten 18 aufeinander gestapelt werden, werden Magnete (nicht gezeigt) in die jeweiligen Magnetlöcher 28 eingesetzt. Jede der Nasen 24 ist in einer zentralen Phasenposition zwischen und neben zwei der Magnetlöcher 28 angeordnet.
Jede der zweiten separaten Kernplatten 16 enthält an ihrem inneren Bogenrand ein Paar von angenähert halbkreisförmigen Nasen 24, 24. Die Nasen 24 sind mit gleichen Winkelintervallen an der zweiten Kernplatte 18 angeordnet, die durch drei der zweiten separaten Kernplatten 16 dargestellt wird. Die Nasen 24 haben im Wesentlichen konische Positionierungselemente 26, die von ihren angenähert mittleren Abschnitten nach unten vorstehen (siehe 14A und 14B). Wie auch die erste separate Kernplatte 12 hat auch jede der zweiten Kernplatten 18 vier rechteckige Magnetlöcher 28, die daran im Wesentlichen gleichen Winkelintervallen entlang ihrem äußeren Bogenrand definiert sind.
Jedes der Positionierungselemente 26 umfasst eine Positionierungsnase 26a, die an einer Unterseite der zweiten separaten Kernplatte 16 angeordnet ist und nach unten vorsteht, sowie eine Positionierungsausnehmung 26b, die in einer Oberseite der zweiten separaten Kernplatte 16 durch eine Innenwandoberfläche der Positionierungsnase 26a definiert ist (siehe 14A und 14B). Wenn die Schichten gestapelt sind, fungiert jedes der Positionierungselemente 26 als Positionierungselement, wegen der Positionierungsnase 26a, die in ein entsprechendes Loch 20 der ersten Kernplatte 14 eingreift, die als die untere Schicht dient, oder in eine entsprchende Positionierungsausnehmung 26b der zweiten Kernplatte 18.
Nachdem die Schichten positioniert und gestapelt worden sind, werden die Positionierungselemente 26 und deren Umgebungsbereiche von einer später beschriebenen Stifteinsetzvorrichtung 70 ausgeworfen, und fungieren als Löcher 20, um die Stifte 22 dort hindurch einzusetzen.
Die zweiten separaten Kernplatten 16 haben eine im Wesentlichen identische Form zu den ersten separaten Kernplatten 12. Wenn drei zweite separate Kernplatten 16 um den vorbestimmten Winkel θ3 (in der vorliegenden Ausführung 120°) winkelversetzt sind, dann bilden sie gemeinsam eine ringförmige zweite Kernplatte 18, deren Form zur ersten Kernplatte 14 im Wesentlichen identisch ist.
Ober- und Unterseiten (Oberflächen) der ersten separaten Kernplatten 12 und der zweiten separaten Kernplatten 16 werden mit Klebstoff 23 beschichtet, wie mit dem unterbrochen linierten Gittermuster angegeben, das in 2 gezeigt ist. Der Klebstoff 23 wird vorab auf die Ober- und Unterseiten eines Blechs 32 (siehe 3) aufgetragen, das ein Rohstahlblech aufweist, um die ersten separaten Kernplatten 22 und die zweiten separaten Kernplatten 16 zu bilden. Der Klebstoff 23 hat, wenn er auf die Oberflächen des Blechs 32, der ersten separaten Kernplatten 12 etc. aufgetragen ist, die Form eines dünnen Films und zeigt von sich aus keinerlei Verbindungskraft. Genauer gesagt, der Klebstoff 23 zeigt eine Verbindungskraft (d. h. wird wirksam), wenn er erwärmt und gekühlt wird.
Nachfolgend wird in Bezug auf die Zeichnungen ein Verfahren zur Herstellung des Rotorkerns 10a beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, umfasst eine Rotorkernproduktionslinie 30 eine erste Formungsvorrichtung 31a und eine zweite Formungsvorrichtung 31b, die neben der ersten Formungsvorrichtung 31a angeordnet ist. Auf der Rotorkernproduktionslinie 30 wird das Blech 32 in der Form eines dünnen Bands aus magnetischem Stahlblech, das sich durch die erste Formungsvorrichtung 31a und die zweite Formungsvorrichtung 31b erstreckt, in der mit dem Pfeil angegebenen Richtung zu einer Zeit um eine Raste (ein Intervall 1P, das in 3 mit dem Pfeil angegeben ist) gefördert. Die ersten separaten Kernplatten 12 und die zweiten separaten Kernplatten 16 werden mit der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b aufeinanderfolgend, zwei gleichzeitig, ausgebildet. Dann werden die ersten separaten Kernplatten 12 und die zweiten separaten Kernplatten 16 aufeinander gestapelt, um gleichzeitig zwei Kerne 10a herzustellen.
Die erste Formungsvorrichtung 31a umfasst eine Pilotlochbildungsformbaugruppe 34, eine Lochbildungsformbaugruppe 36, eine Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38, eine Stanzzurückdrückformbaugruppe 40, eine Magnetlochbildungsformbaugruppe 42, eine Lochzurückdrückformbaugruppe 44 sowie eine Durchfallformbaugruppe 46, die in der Förderrichtung des Blechs 32 stromab angeordnet sind (in der mit dem Pfeil X angegebenen Richtung). Jede dieser Formbaugruppen umfasst eine Oberform (nicht gezeigt), die einen Stempel zum Stanzen von Löchern und separaten Kernplatten aufweist, sowie eine Unterform (nicht gezeigt), die gegenüber der Oberform angeordnet ist und über die das Blech 32 gefördert wird.
Die zweite Formungsvorrichtung 31b ist in der Struktur mit der ersten Formungsvorrichtung 31a im Wesentlichen identisch und hat eine Pilotlochbildungsformbaugruppe 34, eine Lochbildungsformbaugruppe 36 sowie eine Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38, die, wie jene der ersten Formungsvorrichtung 31a, integral sind. Die zweite Formungsvorrichtung 31b enthält auch eine Stanzzurückdrückformbaugruppe 40, eine Magnetlochbildungsformbaugruppe 42, eine Lochzurückdrückformbaugruppe 44 sowie eine Durchfallformbaugruppe 46, die aufeinanderfolgend stromab und mit etwas Abstand von der Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38 vorgesehen sind. Die Lochbildungsformbaugruppe 36, die Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38, die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40, die Magnetlochbildungsformbaugruppe 42, die Lochzurückdrückformbaugruppe 44 und die Durchfallformbaugruppe 46 der zweiten Formungsvorrichtung 31b sind in symmetrischer Beziehung zu jenen der ersten Formungsvorrichtung 31a konfiguriert, in einer Richtung, die orthogonal zu der Richtung ist, in der das Blech 32 gefördert wird (wie mit dem Pfeil X angegeben).
4 ist eine Draufsicht mit partieller Weglassung, die einen ersten Schritt eines Herstellungsverfahrens des Rotorkerns 10a auf der Rotorkernproduktionslinie 30 zeigt. Die Schritte des Herstellungsverfahrens werden jedesmal dann ausgeführt, wenn das Blech 32 um eine Raste gefördert wird. Die Formbaugruppe, die in jedem Schritt betätigt wird, ist mit dem Bezugszeichen Op bezeichnet. Wenn eine Mehrzahl von Formbaugruppen gleichzeitig in einem Schritt synchron miteinander betätigt werden, dann sind alle der betätigten Formbaugruppen mit den Bezugszeichen Op bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt, bilden im ersten Schritt die Pilotlochbildungsformbaugruppen 34 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b in dem Blech 32, das mit einem Fördermittel (nicht gezeigt) gefördert wird, Pilotlöcher 47, 47 und 48, 48. Die Pilotlöcher 47, 48 haben die Funktion, das Blech 32 in einer gegebenen Position zu positionieren, durch Eingriff mit Pilotstiften (nicht gezeigt), die an den Formbaugruppen und der Rotorkernproduktionslinie 30 angeordnet sind, in jeweiligen Schritten. Die Pilotlöcher 47 werden hauptsächlich in der ersten Formungsvorrichtung 31a verwendet, wohingegen die Pilotlöcher 48 hauptsächlich in der zweiten Formungsvorrichtung 31b verwendet werden. An der Rotorkernproduktionslinie 30 wird die pilotlochformende Formbaugruppe 34 in jedem anderen Schritt betätigt, d. h. während jedem ungeradzahligen Schritt. Jedoch kann die Pilotlochbildungsformbaugruppe 34 auch z. B. während allen Schritten betätigt werden, falls erwünscht.
Nachdem die Pilotlöcher 47, 48 in dem ersten Schritt ausgebildet worden sind, wird das Blech 32 um zwei Rasten gefördert (in der mit dem Pfeil angegebenen Richtung), und die Pilotlöcher 47, 48 treten mit Pilotstiften in Eingriff, um hierdurch das Blech 32 zu positionieren. Da der Prozess der Positionierung des Blechs 32 mit den Pilotlöchern 47, 48 und den Pilotstiften in jedem Schritt ähnlich durchgeführt wird, wird er nachfolgend nicht beschrieben.
In einem dritten Schritt bildet, wie in 5 gezeigt, die Pilotlochbildungsvorrichtung 34 neue Pilotlöcher 47, 48, zwei Rasten rückwärts (stromauf) der Pilotlöcher 47, 48, die im ersten Schritt gebildet worden sind. Gleichzeitig bilden die Lochbildungsformbaugruppen 36 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b Löcher 20, die in einer ersten ersten separaten Kernplatte 12 in der Formungsvorrichtung 31a, 31b positioniert werden. Da der Prozess der Formung der Pilotlöcher 47, 48 mit der Pilotlochbildungsformbaugruppe 34 in jedem anderen Schritt ähnlich ausgeführt wird, wird er unten nicht beschrieben.
Nach dem dritten Schritt wird das Blech 32 um eine Raste gefördert. Dann werden, wie im dritten Schritt, die Lochbildungsformbaugruppen 36 betätigt, um, eine Raste hinter den Löchern 20, die in dem dritten Schritt gebildet worden sind, Löcher 20 zu bilden. Die Löcher 20 werden in einer zweiten ersten separaten Kernplatte 12 in der Formungsvorrichtung 31a, 31b positioniert (vierter Schritt). Danach wird das Blech 32 um eine Raste gefördert.
In einem fünften Schritt bilden, wie in 6 gezeigt, die lochbildenden Formbaugruppen 36 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b Löcher 20, eine Raste hinter den Löchern 20, die in dem vierten Schritt gebildet worden sind. Die Löcher 20 werden in einer dritten ersten separaten Kernplatte 12 in der Formungsvorrichtung 31a, 31b positioniert. Nach dem fünften Schritt wird das Blech 32 um eine Raste gefördert.
In einem achten Schritt, wie in 7 gezeigt, bildet die Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38 der ersten Formungsvorrichtung 31a Positionierungselemente 26, eine Raste hinter den Löchern 20, die im fünften Schritt gebildet worden sind. Die Löcher 20 werden in einer ersten zweiten separaten Kernplatte 16 (einer vierten der ersten und zweiten Kernplatten) in der ersten Formungsvorrichtung 31a positioniert. In anderen Worten, die erste zweite separate Kernplatte 16 wird aufeinanderfolgend nach der dritten ersten separaten Kernplatte 12 ausgebildet.
Gleichzeitig stanzt die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 der ersten Formungsvorrichtung 31a eine Außenform (Kontur) der von der ersten Formungsvorrichtung 31a gebildeten ersten separaten Kernplatte 12 aus und führt daran einen Zurückdrückprozess aus. Der Zurückdrückprozess ist eine Prozess zum Zurückdrücken des ausgestanzten Werkstücks (der ersten separaten Kernplatte 12 oder der zweiten separaten Kernplatte 16 in dessen Ausgangsposition).
Ein Gegendrückmechanismus der Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 zur Bildung der ersten separaten Kernplatte 12 gemäß dem Zurückdrückprozess wird nachfolgend in Bezug auf die 8A bis 8C beschrieben.
Zuerst wird, wie in 8A gezeigt, das Blech 32 auf die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 gelegt und wird durch die Pilotlöcher 47 und die Pilotstifte positioniert. Die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 umfasst eine Oberform 50 und eine Unterform 52, die einen Zurückdrückmechanismus 54 enthält.
Dann wird, wie in 8B gezeigt, die Oberform 50 in der mit dem Pfeil Z1 angegebenen Richtung abgesenkt, um die erste separate Kernplatte 12 zu stanzen.
Dann wird die Oberform 50 angehoben, zum Anheben eines Zurückdrückers 53 des Zurückdrückmechanismus 54 in der mit dem Pfeil Z2 angegebenen Richtung. Insbesondere drückt, wie in 8C gezeigt, der Zurückdrückmechanismus 54 die erste separate Kernplatte 12 in ein ausgestanztes Loch 57 in dem Blech 32 zurück, aus dem die erste separate Kernplatte 12 ausgestanzt worden ist. Die erste separate Kernplatte 12 wird nun in das ausgestanzte Loch 57 in dem Blech 32 zurückgesetzt, woraus es ausgestanzt worden ist. Die erste separate Kernplatte 12 wird dann zu einem nachfolgenden Schritt gefördert.
Nach dem achten Schritt wird das Blech 32 um vier Rasten gefördert. Währenddessen, im neunten bis elften Schritt, bildet die Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38 der ersten Formungsvorrichtung 34a nacheinander neue Positionierungselemente 26. Die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 der ersten Formungsvorrichtung 31a bildet zweite und dritte erste separate Kernplatten 12 gemäß dem Zurückdrückprozess (neunte und zehnte Schritte), und bildet dann eine erste zweite separate Kernplatte 16 (eine vierte der ersten und zweiten separaten Kernplatten) (elfter Schritt).
In einem in 9 gezeigten zwölften Schritt bilden die Positionierungselementbildungsformbaugruppen 38 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b neue Positionierungselemente 26 eine Raste hinter den Positionierungselementen 26, die im elften Schritt gebildet worden sind. Gleichzeitig bildet die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 der ersten Formungsvorrichtung 31a eine zweite zweite separate Kernplatte 16 (eine fünfte der ersten und zweiten separaten Kernplatten) eine Raste hinter der ersten zweiten separaten Kernplatte 16, die im elften Schritt gebildet worden ist, gemäß dem Zurückdrückprozess.
Im zwölften Schritt bilden ferner die Magnetlochbildungsformbaugruppe 42 der ersten Formungsvorrichtung 31a Magnetlöcher 38 in der ersten ersten separaten Kernplatte 12.
Nach dem zwölften Schritt wird das Blech 32 um sechs Rasten gefördert. Währenddessen, in dreizehnten bis siebzehnten Schritten, werden die Pilotlochbildungsformbaugruppen 34 und die Positionierungselementbildungsformbaugruppen 38 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b, sowie die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 und die Magnetlochbildungsformbaugruppe 42 der ersten Formungsvorrichtung 31a in der Reihenfolge betätigt, um das Blech 32 gemäß vorbestimmten Prozessen herzustellen.
In einem achtzehnten Schritt, wie in 10 gezeigt, bilden die Positionierungselementbildungsformbaugruppen 38 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b neue Positionierungselemente 26. Gleichzeitig bildet die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 der ersten Formungsvorrichtung 31a eine neue zweite separate Kernplatte 16 gemäß dem Zurückdrückprozess, während die Magnetlochbildungsformbaugruppe 42 der ersten Formungsvorrichtung 31a Magnetlöcher 28 in der neuen zweiten separaten Kernplatte 16 bildet.
In dem achtzehnten Schritt stanzt ferner die Lochzurückdrückformbaugruppe 44 der ersten Formungsvorrichtung 31a kreisförmige Abschnitte aus, welche die Positionierungselemente 26 enthalten, sowie umgebende Bereiche davon an den Nasen 24 der ersten zweiten separaten Kernplatte 16 (der vierten der ersten zweiten separaten Kernplatten) und drückt dann die ausgeschnittenen kreisförmigen Abschnitte zurück. Die ausgestanzten kreisförmigen Abschnitte sind konzentrisch und durchmessergleich zu den Löchern 20, die in den Nasen 24 der ersten separaten Kernplatte definiert sind, wenn die zweite separate Kernplatte 16 auf die erste separate Kernplatte 12 gelegt wird. Wenn die ausgestanzten kreisförmigen Abschnitte zurückgedrückt werden, werden daher die Positionierungselemente 26 und die sie umgebenden Bereiche, die ausgestanzt worden sind, zurück in die Löcher 20 gesetzt, die in den Nasen 24 der zweiten separaten Kernplatte 16 gebildet sind, wenn die Positionierungselemente 26 und die sie umgebenden Bereiche ausgestanzt werden.
Der obige Prozess des Austanzens und Zurückdrückens der kreisförmigen Abschnitte, der mit der Lochzurückdrückformbaugruppe 44 ausgeführt wird, ist im Wesentlichen der gleiche wie der Prozess des Austanzens und Zurückdrückens der ersten separaten Kernplatte 12 etc., der mit der Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 ausgeführt wird, und wird nachfolgend im Detail nicht beschrieben.
Nach dem achtzehnten Schritt wird das Blech 32 um fünf Rasten gefördert. Währenddessen werden, in neunzehnten bis zweiundzwanzigsten Schritten, die Pilotlochbildungsformbaugruppen 34 und die Positionierungselementbildungsformbaugruppen 38 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b, die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40, die magnetlochbildende Formbaugruppe 42 und die Lochgegendrückformbaugruppe 44 der ersten Formungsvorrichtung 31a betätigt, um das Blech 32 gemäß vorbestimmten Prozessen zu bearbeiten.
In einem dreiundzwanzigsten Schritt, wie in 11 gezeigt, bildet die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 der ersten Formungsvorrichtung 31a eine neue zweite separate Kernplatte 16 gemäß dem Zurückdrückprozess, und danach bildet die Magnetlochbildungsformbaugruppe 42 der ersten Formungsvorrichtung 31a Magnetlöcher 28 in der neuen zweiten separaten Kernplatte 16. Die Lochzurückdrückformbaugruppe 44 der ersten Formungsvorrichtung 31a bildet Löcher 20 in den Positionierungselementen 26 der neuen zweiten separaten Kernplatte 16 gemäß dem Zurückdrückprozess.
In dem dreiundzwanzigsten Schritt erreicht die erste separate Kernplatte 12 eine Durchfallposition D (einen Bereich, der mit den in 12A gezeigten gepunkteten Linien umschlossen ist) in der Durchfallformbaugruppe 46. Dann wird die Durchfallformbaugruppe 46 betätigt, damit die erste separate Kernplatte 12, die mit der Stanzzurückdrückformbaugruppe 40 ausgestanzt und dann zurückgedrückt worden ist, fällt. Die Durchfallformbaugruppe 46 wird in nachfolgenden Schritten aufeinanderfolgend betätigt, d. h. einem vierundzwanzigsten Schritt und den nachfolgenden Schritten, um erste separate Kernplatten 12 und zweite separate Kernplatten 16 in einem ringförmigen Muster zu stapeln.
Ein Prozess des Fallens und Stapelns von ersten separaten Kernplatten 12 und zweiten separaten Kernplatten 16 mit der Durchfallformbaugruppe 46 wird nachfolgend in Bezug auf die 12A, 12B, 13A bis 13C und 14A, 14B beschrieben.
Wie in den 12A und 12B gezeigt, umfasst die Durchfallformbaugruppe 46 einen im Wesentlichen zylindrischen hohlen oberen Rahmen 56, der eine Ringnut aufweist, die in seiner inneren Umfangsoberfläche definiert ist, ein äußeres Führungselement (Krimpring) 58, das in der Ringnut in dem oberen Rahmen 56 angebracht ist und durch einen Drehmechanismus (Antriebsmechanismus) 55 drehbar ist, sowie einen zylindrischen hohlen unteren Rahmen 60, der mit Abstand und gegenüber einer Unterseite des oberen Rahmens 56 angeordnet ist.
Ein inneres Führungselement 62, das von einer Stange 61a eines Hydraulikzylindermechanismus (Gegendruckanlegemechanismus) 61 hochgedrückt wird und an einer vorbestimmten Position (Höhe) gehalten wird, ist radial innerhalb des oberen Rahmens 56 und des unteren Rahmens 60 angeordnet. Der Hydraulikzylindermechanismus 61 ist vertikal bewegbar und kann an einer gegebenen Position gestoppt werden. Ein Flansch 61b ist am Unterende der Stange 61a angebracht. Der Flansch 61b fungiert als Positionierungselement, um zu verhindern, dass die Stange 61a über eine vorbestimmte Position (Höhe) hinaus angehoben wird, wenn sich der Flansch 61b gegen einen Flansch 61a abstützt, der an einem Innenumfangsabschnitt des unteren Rahmens 60 angeordnet ist. Die Stange 61a hat eine distale Endoberfläche (Oberseite), die in eine Vertiefung (nicht gezeigt) in Eingriff bringbar ist, die in der Unterseite des inneren Führungselements 62 definiert ist, um hierdurch das innere Führungselement 62 radial zu positionieren.
Das innere Führungselement 62 hat die Form eines angenäherten Zylinders, mit einer Außenumfangsoberfläche, die mit ringförmigen Innenrändern der ersten Kernplatte 14 und der zweiten Kernplatten 18 in Sitzeingriff bringbar und davon lösbar ist (d. h. eine im Wesentlichen komplementäre Form hierzu hat). In der Außenumfangsoberfläche des inneren Führungselements 62 sind eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Vertiefungen 62a definiert zur Aufnahme der Nasen 24 an den Innenumfangsoberflächen der ersten Kernplatte 14 und der zweiten Kernplatten 18.
Obwohl jede der ersten Kernplatten 14 und anderen Kernplatten sechs Nasen hat, hat, um für Vielseitigkeit zu sorgen, das innere Führungselement 62 zwölf Vertiefungen 62a mit gleichen Abstandsintervallen. Insbesondere ist das innere Führungselement 62 mit den zwölf Vertiefungen 62a kompatibel mit einer ersten Kernplatte 114 sowie mit anderen Kernplatten, die zwölf Nasen 24 haben, wie später beschrieben (siehe 25A bis 25C). Gemäß der vorliegenden Ausführung greift daher jede der Nasen 24 in jede andere Vertiefung 62a ein. Jedoch kann das innere Führungselement 62 so viele Vertiefungen 62a enthalten, d. h. sechs Vertiefungen 62a, wie die Anzahl der Nasen 24.
Wie in 12A gezeigt, umfasst der Drehmechanismus 55 einen Servomotor 63, eine Riemenscheibe 65, die mit einer Antriebswelle 63a des Servomotors 63 gekoppelt und hierdurch drehbar ist, sowie einen Steuerriemen 67, der um die Riemenscheibe 65 und das äußere Führungselement 58 herumgelegt ist. Wenn ein Servocontroller 69 den Servomotor 63 so ansteuert, dass er die Riemenscheibe 65 um einen vorbestimmten Winkel dreht, bewirkt der Steuerriemen 67, dass sich das äußere Führungselement 58 hochgenau und rasch um einen vorbestimmten Winkel dreht. Ein Sensor 61 ist nahe dem äußeren Führungselement 58 angeordnet, um Drehwinkelinformation und Winkelpositions(Phasen)-Information des äußeren Führungselements 58 zu erfassen und in den Servocontroller 69 einzugeben. Basierend auf der Drehwinkelinformation und der Drehpositionsinformation regelt der Servocontroller 69 den Servomotor 63 durch eine Rückkopplungsschleife.
Eine Dimension R1, die die Breite einer Lücke 51 zwischen der Außenumfangsoberfläche des inneren Führungselements 62 und der Innenumfangsoberfläche des äußeren Führungselements 58 repräsentiert, wird etwas kleiner gelegt als eine andere Dimension R2 (siehe 2, 12A und 12B), die die radiale Breite der ersten separaten Kernplatten 12 und der zweiten separaten Kernplatten 16 repräsentiert (R1 < R2). Daher fungiert die Lücke 51 als Halter 51, um die ersten separaten Kernplatten 12 etc. zu halten, die fallen gelassen worden sind.
In der Durchfallformbaugruppe 46 bewegt sich die 1. erste separate Kernplatte 12, die durch die Stanzurückdrückformbaugruppe 40 zum Blech 32 zurückgedrückt worden ist, über das innere Führungselement 62 hinweg und wird auf eine Position oberhalb des Halters 51 gestellt, während sie durch die Pilotlöcher 47 und die Pilotstifte (siehe 126) positioniert wird. In anderen Worten, die 1. erste separate Kernplatte 12 wird durch die Durchfallformbaugruppe 46 auf die Durchfallposition D gestellt.
Dann wird, wie in 12B gezeigt, ein Stempel 64 abgesenkt, damit die erste erste separate Kernplatte 12 aus dem Blech 32 fällt.
In dem Halter 51 wird ein bogenförmiger Innenrand der gefallenen 1. ersten separaten Kernplatte 12 in Gleitkontakt mit der Außenumfangsoberfläche des inneren Führungselements 62 gehalten und wird einem Innendruck ausgesetzt, während ihr bogenförmiger Außenrand in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des äußeren Führungselements 58 gehalten und einem Seitendruck ausgesetzt wird (externen Druck). Insbesondere wird die Innenumfangsoberfläche der gefallenen 1. ersten separaten Kernplatte 12 von dem inneren Führungselement 62 gestützt, während sie von den Nasen 24 und den Vertiefungen 62a positioniert wird, und die Außenumfangsoberfläche der gefallenen 1. ersten separaten Kernplatte 12 wird einem vom äußeren Führungselement 58 ausgeübten Druck ausgesetzt, sodass die 1. erste separate Kernplatte 12 in den Halter 51 eingepresst wird (die Lücke 51). Daher wird, wie in 12B mit den Doppelpunkt-Strichlinien angegeben, die erste separate Kernplatte 12 in dem Halter 51 gehalten, ohne dass sie weiter nach unten fällt (siehe 13A). Die Nasen können durch Vertiefungen ersetzt werden, und die Vertiefungen 62a können durch Nasen ersetzt werden, um eine ähnliche Positionierungswirkung zu erzielen.
Da hierbei das innere Führungselement 62 durch einen von dem Hydraulikzylindermechanismus 61 ausgeübten Gegendruck gegengestützt wird, wird das innere Führungselement 62 nicht verlagert, sogar unter den abwärts drückenden Kräften vom Stempel 64, sondern wird stattdessen in der gegebenen Position gehalten.
Der dreiundzwanzigste Schritt wird in der oben beschriebenen Weise abgeschlossen. Nachfolgend wird der Betrieb der Durchfallformbaugruppe 46 im vierundzwanzigsten und den nachfolgenden Schritten beschrieben.
Im vierundzwanzigsten Schritt wird der Drehmechanismus 55 der Durchfallformbaugruppe 46 aktiviert, während die 1. erste separate Kernplatte 12, die in dem dreiundzwanzigsten Schritt fallen gelassen wurde, im Halter 51 gehalten wird (siehe 13A). Dann wird das äußere Führungselement 58 um einen vorbestimmten Winkel θ1 (in der vorliegenden Ausführung 120°) gedreht (siehe 13B).
Wegen der obigen Beziehung, worin die Dimension R1 kleiner als die Dimension R2 ist (R1 < R2), wird die erste separate Kernplatte 12 in den Halter 51 eingesetzt, während deren Nasen 24 in die Vertiefungen 62a des inneren Führungselements 62 eingreifen. Demzufolge wird die Drehung des äußeren Führungselements 58 durch die erste separate Kernplatte 12 auf das innere Führungselement 62 übertragen. Während es von dem Hydraulikzylindermechanismus 61 gegengestützt wird, wird daher das innere Führungselement 62 synchron mit dem äußeren Führungselement 58 um den vorbestimmten Winkel θ1 herum gedreht. Die erste separate Kernplatte 12, die in dem Halter 51 gehalten wird, wird ebenfalls, gemeinsam mit dem äußeren Führungselement 58, um den vorbestimmten Winkel θ1 gedreht.
Dann wird die 2. erste separate Kernplatte 12 fallen gelassen und in den Halter 51 gepresst, in der gleichen Weise wie die 1. erste separate Kernplatte 12. Wie in 13B gezeigt, wird die gefallene 2. erste separate Kernplatte 12 umfangsmäßig neben der 1. ersten separaten Kernplatte 12 angeordnet.
In einem fünfundzwanzigsten Schritt wird das äußere Führungselement 58 der Durchfallformbaugruppe 46 weiter um den vorbestimmten Winkel θ1 gedreht, und danach wird die 3. erste separate Kernplatte 12 fallen gelassen und in den Halter 51 gedrückt. Die gefallene 3. erste separate Kernplatte 12 wird neben den 1. und 2. ersten separaten Kernplatten 12, damit in Flucht liegend, angeordnet und diese bilden gemeinsam die ringförmige erste Kernplatte 14. Die erste Kernplatte 14, die auf diese Weise gebildet ist, dient als die unterste Schicht (erste Schicht) des Rotorkerns 10a.
In einem sechsundzwanzigsten Schritt wird, wie in 13C gezeigt, während die erste Kernplatte 14 in dem Halter 51 der Durchfallformbaugruppe 46 gehalten wird, das äußere Führungselement 58 um einen vorbestimmten Winkel θ2 (in der vorliegenden Ausführung 60°) gedreht, um hierdurch die erste Kernplatte um den vorbestimmten Winkel θ2 zu drehen.
Dann wird die 1. zweite separate Kernplatte 16 (d. h. eine vierte der ersten und zweiten separaten Kernplatten) fallen gelassen und in den Halter 51 eingesetzt, sodass sie auf der ersten Kernplatte 14 zu liegen kommt.
Da die erste Kernplatte 14 bereits um den vorbestimmten Winkel θ2 gedreht worden ist, fluchtet die Mitte der Bogenform der gefallenen 1. zweiten separaten Kernplatte 16 mit anliegenden Enden A1 der zwei ersten separaten Kernplatten 12 (der 1. und 3. ersten separaten Kernplatten 12) der ersten Kernplatte 14 (siehe 13C). Die gefallene 1. zweite separate Kernplatte 16 wird unter einer Stanzlast (Presswirkung) des Stempels 64 in den Halter 51 eingesetzt, und drückt gleichzeitig gegen die darunter angeordneten ersten separaten Kernplatten 12.
Die zwei Positionierungsnasen 26a der gefallenen 1. zweiten separaten Kernplatte 16 greifen in eines der Löcher 20 der 1. ersten separaten Kernplatte 12 ein, sowie in eines der Löcher 20 der 3. ersten separaten Kernplatte 12 (siehe 14a).
In den 14A und 14B repräsentieren Zahlen [1] bis [9], die nahe den separaten Kernplatten 12, 16 angeordnet und diesen zugewiesen sind, die Reihenfolge, mit der die separaten Kernplatten 12, 16 auf der Rotorkernproduktionslinie 30 gebildet werden. Zum Beispiel bezeichnet [1] die 1. erste separate Kernplatte 12, und [4] bezeichnet die 1. zweite separate Kernplatte 16. Die Bezugslinien B, die in den 14A und 14B mit den unterbrochenen Linien angegeben sind, repräsentieren eine Position (Höhe), wo die 1. bis 3. ersten separaten Kernplatten 12 (die erste Kernplatte 14) anfangs ausgestanzt und in dem Halter 51 gehalten wird.
In den siebenundzwanzigsten und achtundzwanzigsten Schritten dreht der Drehmechanismus 55 das äußere Führungselement 58 um den vorbestimmten Winkel θ1 (120°) um die erste Kernplatte 14 und die 1. zweite separate Kernplatte 16 um den vorbestimmten Winkel θ1 herum zu drehen. Dann werden die 2. und 3. zweiten separaten Kernplatten 16 (d. h. die fünften und sechsten der separaten Kernplatten) fallen gelassen. Dementsprechend wird die zweite Kernplatte 18 als zweite Schicht auf der ersten Kernplatte 14 gestapelt, welche die erste Schicht bildet, und die zweite Kernplatte 18 wird um einen vorbestimmten Winkel θ2 (60°) von der ersten Schicht winkelversetzt. Hierbei greifen die Positionierungsnasen 26a der Positionierungselemente 26 der zweiten Kernplatte 18 in jeweilige Löcher 20 der ersten Kernplatte 14 ein (siehe 14A).
Ähnlich wird in einem neunundzwanzigsten Schritt das äußere Führungselement 58 um den vorbestimmten Winkel θ2 (60°) herum gedreht, um hierdurch die erste Kernplatte 14 (erste Schicht) und die zweite Kernplatte 18 (zweite Schicht) um den vorbestimmten Winkel θ2 (60°) zu drehen. Danach wird die 4. zweite separate Kernplatte 16 (d. h. eine siebte der separaten Kernplatten) auf die zweite Schicht fallen gelassen. Dann werden die erste Kernplatte 14 (erste Schicht), die zweite Kernplatte 18 (zweite Schicht) und die 4. zweite separate Kernplatte 16 (d. h. die siebte der separaten Kernplatten) um den vorbestimmten Winkel θ1 (120°) gedreht, nachdem die 5. und 6. zweiten separaten Kernplatten 16 (die achten und neunten der separaten Kernplatten) fallen gelassen worden sind (dreißigste und einunddreißigste Schritte) (siehe 14B).
Dementsprechend wird die zweite Kernplatte 18 als dritte Schicht auf die zweite Schicht gestapelt, während die zweite Kernplatte 18 um den vorbestimmten Winkel θ2 (60°) von der zweiten Schicht winkelversetzt wird. Hierbei greifen die Positionierungsnasen 26a der Positionierungselemente 26 der zweiten Kernplatte 18, welche die dritte Schicht bildet, in die Positionierungsausnehmungen 26b der zweiten Kernplatte 18 ein, welche die zweite Schicht bildet (siehe 14B).
Der Prozess des Fallens und Stapelns von zweiten Kernplatten 16 mit der Durchfallformbaugruppe 46 in den zweiunddreißigsten und nachfolgenden Schritten ist im Wesentlichen der gleiche wie die oben beschriebenen neunundzwanzigsten bis einunddreißigsten Schritte (siehe 14B), und wird nachfolgend im Detail nicht beschrieben. In Bezug auf jeden der vierundzwanzigsten und nachfolgenden Schritte ist nur Betrieb der Durchfallformbaugruppe 46 beschrieben worden. Jedoch werden in diesen Schritten die anderen Formbaugruppen ebenfalls betrieben, um das Blech 32 zu bearbeiten.
Wenn das Blech 32 aufeinanderfolgend zu den jeweiligen Bearbeitungspositionen in der Stanzzurückdrückformbaugruppe 40, in der Magnetlochbildungsformbaugruppe 42, in der Lochzurückdrückformbaugruppe 44 und der Durchfallformbaugruppe 46 der zweiten Formungsvorrichtung 31b gefördert wird, bearbeitet die zweite Formungsvorrichtung 31b das Blech 32 gemäß vorbestimmten Prozessen in der gleichen Weise, wie die erste Formungsvorrichtung 31a. Zum Beispiel wird, in einem dreiundvierzigsten Schritt, wie in 15 gezeigt, die erste erste separate Kernplatte 12 von der Durchfallformbaugruppe 46 der zweiten Formungsvorrichtung 31b fallen gelassen.
Danach stapeln die Durchfallformbaugruppen 46 der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsvorrichtung 31b kontinuierlich die Kernplatten in einer vorbestimmten Anzahl von Schichten (in der vorliegenden Ausführung insgesamt 50 Schichten, einschließlich der ersten Kernplatte 14 als unterster Schicht und 49 zweite Kernplatten 18 darauf gestapelt). Wenn die erste Kernplatte 14 und die zweiten Kernplatten 18 in einer solchen vorbestimmten Anzahl von Schichten (d. h. 50 Schichten) gestapelt werden, wird eine aus fünfzig Schichten gebildete gestapelte Baugruppe 11a gebildet, während sie in dem Halter 51 gehalten wird (siehe 16).
Die gestapelte Baugruppe 11a, die auf diese Weise gebildet ist, ist aus den separaten Kernplatten 12, 16 aufgebaut, die in dem Halter 51 gestapelt sind und gepresst sitzen. Die Schichten der gestapelten Baugruppe 11a werden mit einer Festigkeit integral zusammengedrückt, die groß genug ist, um zu verhindern, dass, bei leichten Stößen z. B. während deren Transport, die Schichten zur Außenseite des Stapels verlagert werden (aus der Position heraus verlagert werden). Da die separaten Kernplatten 12, 16 gestapelt werden, während das äußere Führungselement 58 gedreht wird, werden, selbst wenn die Positionierungsnasen 26a und die Positionierungsvertiefungen 26b beim Stapeln zwischen den Schichten leicht positionsverlagert werden, die separaten Kernplatten 12, 16 aufgrund des Gleitkontakts des äußeren Führungselements 58 mit den ringförmigen Außenumfangsoberflächen der Schichten bei der Drehung des äußeren Führungselements 58 axial ausgerichtet, und daher werden die separaten Kernplatten 12, 16 akkurat zusammengedrückt und gestapelt.
Dann wird eine 1. erste separate Kernplatte 12 in einem zweiten Zyklus (einer 151. der separaten Kernplatten) auf die gepresste gestapelte Baugruppe 11a gestapelt. Erste separate Kernplatten 12 und zweite separate Kernplatten 16 werden aufeinanderfolgend in einer vorbestimmten Anzahl von Schichten gestapelt, in der gleichen Weise wie in den oben beschriebenen Schritten.
Wie in 17A gezeigt, wird dann eine neue gestapelte Baugruppe 11b auf der gestapelten Baugruppe 11a gebildet. Ähnlich der untersten Schicht der gestapelten Baugruppe 11a wird die unterste Schicht (erste Schicht) der gestapelten Baugruppe 11b durch die erste Kernplatte 14 erzeugt, deren flache Unterseite frei von Positionierungsnasen 26a ist. Daher greift die unterste Schicht (erste Schicht) der gestapelten Baugruppe 11b nicht in die Positionierungsvertiefungen 26b in der obersten Schicht (50. Schicht) der gestapelten Baugruppe 11a ein und wird dort nicht hineingedrückt. Stattdessen werden die gestapelte Baugruppe 11a und die gestapelte Baugruppe 11b separat voneinander ausgebildet.
Wenn die Bildung einer neuen gestapelten Baugruppe 11c auf der gestapelten Baugruppe 11b beginnt, wie in 17B gezeigt, tritt die gestapelte Baugruppe 11a vollständig durch den Halter 51 hindurch. Daher wird die erste gestapelte Baugruppe 11a vom Halter 51 automatisch gelöst und fällt auf eine Oberseite des unteren Rahmens 60.
Wie in 17C gezeigt, wird die Stange 61a des Hydraulikzylindermechanismus 61 abgesenkt, und ein Entlader 68 wird auf der Oberseite des unteren Rahmens 60 horizontal bewegt, um die gestapelte Baugruppe 11a leicht von der Durchfallbaugruppe 46 abzuladen und zu einem nachfolgenden Schritt weiterzugehen (d. h. einem Schritt des Einsetzens von Stiften 22 in der vorliegenden Ausführung). Da hierbei die gestapelte Baugruppe 11b in dem Halter 51 zwischen dem äußeren Führungselement 58 und dem inneren Führungselement 62 gepresst und gehalten wird, wird verhindert, dass die gestapelte Baugruppe 11b und das innere Führungselement 62 abfallen, auch wenn die Stange 61a abgesenkt wird.
Die Rotorkernproduktionslinie 30 bildet eine neue gestapelte Baugruppe auf der gestapelten Baugruppe 11c und führt aufeinanderfolgend diese Prozesse aus, um eine Folge von gestapelten Baugruppen zu bilden, um hierdurch den Rotorkern 10a aus einem einzigen Blechband 32 herzustellen und die gestapelten Baugruppen automatisch zu entladen.
Nachfolgend wird in Bezug auf die 18 bis 20 ein Prozess des Einsetzens von Stiften 22 in die gestapelte Baugruppe 11a beschrieben, die auf der Rotorkernproduktionslinie 30 hergestellt wurde, um die Schichten mit der Stifteinsetzvorrichtung 70 zu verbinden.
Die Stifteinsetzvorrichtung 70 umfasst ein Oberseitenpresswerkzeug 72 und ein Unterseitenpresswerkzeug 74, um die jeweiligen Ober- und Unterseiten der gestapelten Baugruppe 11a zu pressen und um den Rotorkern 10a herzustellen, zum Halten der gestapelten Baugruppe 11a, sowie ein Druckwerkzeug 76 zum Einsetzen von Stiften 22 in jeweilige Löcher 22 in der gestapelten Baugruppe 11a.
Das Druckwerkzeug 76 hat eine Mehrzahl von (in der vorliegenden Ausführung sechs) Werkzeugstiften 78a, 78b, die von seiner Unterseite vorstehen (einer in der Druckrichtung weisenden Fläche), und den jeweiligen Löchern 20 entsprechend. Die Werkzeugstifte 78a, 78b haben zwei Typen von Längen. In der vorliegenden Ausführung sind drei Werkzeugstifte 78a etwas länger als die anderen drei Werkzeugstifte 78b. Der Unterschied zwischen der Länge der Werkzeugstifte 78a und der Länge der Werkzeugstifte 78b ist gleich oder größer als die Dicke jeder Schicht der gestapelten Baugruppe 11a (Rotorkern 10a), d. h. die Dicke einer der ersten Kernplatte 14 und der zweiten Kernplatten 18.
Das Oberseitenpresswerkzeug 72 hat die Form eines Blocks, dessen Dicke etwas größer ist als die Länge der Stifte 22 und hat ein Innengewindeloch 79, das sich zentral dort hindurch erstreckt (siehe 21). Das Oberseitenpresswerkzeug 72 hat auch eine Mehrzahl von (in der vorliegenden Ausführung sechs) Führungslöchern 80, deren Position den Löchern 20 entspricht (siehe 19).
Das Unterseitenpresswerkzeug 74 ist in der Form im Wesentlichen mit dem Oberseitenpresswerkzeug 72 identisch, und hat ein Bolzeneinsetzloch 81, das sich zentral dort hindurch erstreckt (siehe 21). Das Unterseitenpresswerkzeug 74 hat auch eine Mehrzahl von (in der vorliegenden Ausführung sechs) Auswurflöchern 82, die in der Position den Löchern 20 entsprechen (siehe 19).
Die Stifteinsetzvorrichtung 70 arbeitet wie folgt: Zuerst halten das Oberseitenpresswerkzeug 72 und das Unterseitenpresswerkzeug 74 die gestapelte Baugruppe 11a, während sie diese pressen. Hierbei werden die Löcher in der gestapelten Baugruppe 11a, die Führungslöcher 80 in dem Oberseitenpresswerkzeug 72 und die Auswurflöcher 82 in dem Unterseitenpresswerkzeug 74 durch ein Positionierungsmittel oder dgl. (nicht gezeigt) in positionsmäßiger Ausrichtung zueinander gehalten, sodass die jeweiligen Löcher koaxial und kontinuierlich verbunden sind.
Es werden Stifte 22 in die Führungslöcher 80 in dem Oberseitenpresswerkzeug 72 eingesetzt, und dann werden die Werkzeugstifte 78a, 78b des Druckwerkzeugs 76 nach den Stiften 22 in die Führungslöcher 80 eingesetzt. Das Druckwerkzeug 76 wird nach unten gedrückt, sodass die Werkzeugstifte 78a, 78b auf die Stifte 22 drücken und diese absenken. Wie in 19 gezeigt, drücken die Stifte 22, wenn sie von den Werkzeugstiften 78a, 78b gedrückt werden, die Positionierungselemente 26 und die umgebenden Bereiche nach unten, welche ausgestanzte Abschnitte herstellen, die von der Lochzurückdrückformbaugruppe 44 hinausgedrückt worden sind, und werfen die Positionierungselemente 26 aufeinanderfolgend in Auswurflöcher 82 in dem Unterseitenpresswerkzeug 74 aus.
Die Werkzeugstifte 78a, 78b des Druckwerkzeugs 76 haben zwei Typen von Längen. Daher wird eine Hälfte (drei) der ausgestanzten Abschnitte (der Positionierungselemente 26 und deren umgebende Bereiche) anfänglich aus den Schichten der gestapelten Baugruppe 11a hinausgedrückt, und dann werden die restlichen (drei) der Positionierungselemente 26 hinausgedrückt und in die Auswurflöcher 80 ausgeworfen.
Wenn die Stifte 22 in jede Schicht durch die ersten drei Werkzeugstifte 78a eingesetzt und mit der oberen Schicht gekoppelt sind, werden die drei restlichen ausgestanzten Abschnitte jederzeit gegen die Positionierungselemente 26 in den oberen und unteren Schichten gedrückt. In anderen Worten, wenn die Stifte 22 eingesetzt werden, dient eine Hälfte der Positionierungselemente 26 in jeder Schicht als allzeitige Positionierungsfunktion. Demzufolge wird verhindert, dass die Schichten zur Außenseite des Stapels hinaus verlagert werden (außer Position verlagert werden), wenn die Stifte 22 eingesetzt werden, und die Stifte 22 können genau und rasch eingesetzt werden.
Wenn die Stifte 22 in die unterste Schicht eingesetzt werden, werden die Positionierungselemente 26, die stufenweise von der oberen Schicht fallen, in die Löcher 20 in der untersten Schicht eingesetzt. Daher greifen die Positionierungsnasen 26a der Positionierungselemente 26 teilweise in die Auswurflöcher 82 in dem Unterseitenpresswerkzeug 74 ein, wodurch verhindert wird, dass die Schichten zur Außenseite des Stapels verlagert werden.
Bei dem Druckwerkzeug 76 wird eine Hälfte der Werkzeugstifte als Werkzeugstifte 78a bezeichnet und der Rest als Werkzeugstifte 78b. Wenn jedoch eine dieser Stiftgruppen zumindest einen Werkzeugstift aufweist, dann ist dieser wirkungsvoll darin, zu verhindern, dass die Schichten zur Außenseite des Stapels verlagert werden. Bevorzugt sollte eine der Stiftgruppen zwei oder mehr Werkzeugstifte aufweisen. Alternativ könnten das Druckwerkzeug 76 halb so viele Werkzeugstifte wie die Anzahl der Löcher 20 haben, und nachdem eine Hälfte der Stifte 22 eingesetzt worden ist, können dann die restlichen Stifte 22 eingesetzt werden.
Wie in 20 gezeigt, werden die Stifte 22 eingesetzt, bis alle der Stifte 22 die Schichten der gestapelten Baugruppe 11a miteinander verbinden. Wenn die Schichten der gestapelten Baugruppe 11a miteinander verbunden worden sind, dann geht das Herstellungsverfahren zu einem nachfolgenden Schritt weiter, d. h. einem Schritt des Erhitzens und Abkühlens der gestapelten Baugruppe 11a.
Nachfolgend wird in Bezug auf die 21 und 22 der Prozess des Heizens und Kühlens der mit den Stiften 22 verbundenen gestapelten Baugruppe 11a beschrieben, um die Schichten mit Klebstoff 23 fest zu verbinden, zur Bildung des Rotorkerns 10a.
Zuerst wird, wie in 21 gezeigt, die gestapelte Baugruppe 11a mit den darin eingesetzten Stiften 22 zwischen dem Druckwerkzeug 76, dem Oberseitenpresswerkzeug 72 und dem Unterseitenpresswerkzeug 74 aufgenommen. Dann wird ein Bolzen 84 durch das Bolzeneinsetzloch 81 eingesetzt und in das Innengewindeloch 79 geschraubt. Insbesondere erstreckt sich der Bolzen 84 durch das Bolzeneinsetzloch 81, geht durch die gestapelte Baugruppe 11a hindurch und wird in dem Innengewindeloch 79 festgezogen.
Der Bolzen 84 wird festgezogen, während das Druckwerkzeug 76 in einer Richtung presst (in 21 abwärts), in die der Richtung (aufwärts in 21) entgegengesetzt ist, in der sich der Bolzen 84 voranbewegt. Während sie von dem Oberseitenpresswerkzeug 72 und dem Unterseitenpresswerkzeug 74 aufgenommen ist, wird die gestapelte Baugruppe 11a durch den Bolzen 84 ohne Spalte darin festgezogen und feste eingeklemmt.
Dann wird das Druckwerkzeug 76 gelöst, und es wird ausgeworfener Abfall (die Positionierungselemente 76 und die umgebenden Bereiche der zweiten Kernplatte 18, die von den Stiften 22 ausgeworfen worden sind), der in den Auswurflöchern 82 in dem Unterseitenpresswerkzeug 74 verbleibt, verworfen.
Dann wird, wie in den 22A und 22B gezeigt, die gestapelte Baugruppe 11a, die durch das Oberseitenpresswerkzeug 72, das Unterseitenpresswerkzeug 74 und den Bolzen 84 festgeklemmt ist, in einem Heizofen 86 erhitzt. In dem Heizofen 86 wird die gestapelte Baugruppe 11a auf eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Klebstoff löslich gemacht wird. Der Klebstoff 83 wird somit zuverlässig gelöst und dringt ausreichend in die Zwischenräume zwischen den Schichten der gestapelten Baugruppe 11a ein.
Danach wird die gestapelte Baugruppe 11a gekühlt (z. B. bei Normaltemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer stehen gelassen). Der Klebstoff 23, der in die Zwischenräume zwischen den Schichten eingedrungen ist, wird fest, wodurch eine Klebkraft erzeugt wird, um die Schichten der gestapelten Baugruppe 11a fest zu verbinden. Dann werden das Oberseitenpresswerkzeug 72, das Unterseitenpresswerkzeug 74 und der Bolzen 84 entfernt, um hierdurch die Herstellung des Rotorkerns 10a abzuschließen, dessen Schichten fest miteinander verbunden sind.
Wie in 22A gezeigt, ist in dem Heizofen 86 eine Mehrzahl von Fächern 86a angeordnet, und er hat ein Volumen, das ausreichend größer ist als die gestapelte Baugruppe 11a, und gleichzeitig eine Mehrzahl der gestapelten Anordnungen 11a zu erhitzen. Der Heizofen 86 erlaubt, dass die Rotorkerne 10 hocheffizient hergestellt werden.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zum Herstellen des Rotorkerns 10a gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführung werden, wie in 15 gezeigt, die ersten separaten Kernplatten 12 und die zweiten separaten Kernplatten 16 aus dem einzelnen Blech 32 ausgeschnitten, ohne wesentliche Lücken dazwischen zu belassen, sodass das Blech 32 mit einer vergrößerten Rate genutzt werden kann. Während ferner das Blech 32 sukzessiv gefördert wird, werden die ersten separaten Kernplatten 12 und die zweiten separaten Kernplatten 16 ausgebildet und dann rasch gestapelt. Dementsprechend kann der Rotorkern 10a hocheffizient und rasch hergestellt werden, was in einer sehr hohen Herstellungseffizienz resultiert.
In der Durchfallformbaugruppe 46 umfasst der Drehmechanismus 55 zum Drehen des äußeren Führungselements 58, d. h. zum Ändern der Phase der ersten separaten Kernplatten 12 etc., einen Servomechanismus, der den Servomotor 63 und den Servocontroller 69 enthält, um die obigen Servosteuerprozesse auszuführen. Demzufolge kann die Phase hochakkurat mit hohem Ansprechverhalten geändert werden, und Einstellungsänderungen können leicht vorgenommen werden, auch wenn die herzustellenden Komponenten verändert werden.
Da in der Durchfallformbaugruppe 46 das äußere Führungselement 58 und das innere Führungselement 62 einen externen Druck und einen internen Druck auf die separaten Kernplatten 12 etc. ausüben können, braucht der Halter 51 die Unterseiten der ersten separaten Kernplatten 12 nicht halten. Insofern die gestapelte Baugruppe 11a, die aus in einer vorbestimmten Anzahl von Schichten gestapelten Schichten aufgebaut ist, automatisch herausfällt, wenn sie durch den Halter 51 hindurchtritt, kann die gestapelte Baugruppe 11a leicht und rasch zu einem nachfolgenden Schritt gefördert werden, ohne den Stapelprozess in der Durchfallformbaugruppe 46 zu stoppen. Demzufolge wird die Effizienz bei der Herstellung des Rotorkerns 10a vergrößert.
Die Außenumfangsoberfläche des inneren Führungselements 62 hat Vertiefungen 62a zum Positionieren der Nasen 24 der ersten separaten Kernplatten 12 etc. Daher können die ersten separaten Kernplatten 12 etc. hochgenau gestapelt werden.
Der hergestellte Rotorkern 10a ist besonders dauerhaft, weil die Schichten durch die Stifte 22 und den Klebstoff 23 sehr stark miteinander verbunden sind. Da der Klebstoff 23 nur auf das Band des Blechs 32 aufgetragen werden braucht, das ein rohes Stahlblech ist, kann der Klebstoff 23 rasch und schnell durch verschiedene beliebige Verfahren aufgetragen werden, mittels Sprühen, Pinseln, Eintauchen etc. Die gestapelte Baugruppe 11a kann in den Heizofen 86 gefördert werden, wenn die gestapelte Baugruppe 11a mit dem Bolzen 84 festgezogen ist, nachdem die Stifte 22 mit der Stifteinsetzvorrichtung 70 eingesetzt worden sind. Daher kann der Rotorkern 10a mit extrem hoher Effizienz hergestellt werden.
Obwohl die Schichten des Rotorkerns 10a durch die Stifte 22 und den Klebstoff 23 sehr stark miteinander verbunden sind, können die Schichten auch nur mittels der Stifte 22 oder nur mittels des Klebstoffs 23 mit ausreichender Festigkeit verbunden werden, in Abhängigkeit von den Bedingungen, in denen der Rotorkern 10a verwendet werden soll. Im Hinblick auf diese Alternativen können die Herstellungskosten weiter reduziert werden.
Wenn die Schichten nur mit den Stiften 22 ohne den Klebstoff 23 verbunden werden, dann kann ein Blech, das frei von dem Klebstoff 23 ist, benutzt werden, und der Heiz- und Kühlprozess nach dem Einsetzen der Stifte 22 kann weggelassen werden. Wenn die Schichten nur durch den Klebstoff 23 ohne die Stifte 22 verbunden werden, dann brauchen, weil die Stifte 22 nicht eingesetzt werden müssen, die Positionierungselemente, die durch die Positionierungselementformen der Formbaugruppe 38 auf der Rotorkernproduktionslinie 30 gebildet werden, nicht zurückgedrückt werden. In anderen Worten, die Lochzurückdrückformbaugruppe 44 an der Rotorkernproduktionslinie 30 kann weggelassen werden (oder nicht benutzt werden), und daher kann der Prozess des Einsetzens der Stifte 22 mit der Stifteinsetzvorrichtung 70 weggelassen werden.
Nachfolgend wird primär in Bezug auf die 23 bis 26 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerns gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Bezugszeichen in den 23 bis 26, die identisch mit jenen der 1 bis 22 sind, bezeichnen identische oder ähnliche Teile, mit ähnlichen Funktionen und Vorteilen und werden daher nachfolgend im Detail nicht beschrieben. Ferner sind, der Kürze wegen, das den Klebstoff 23 repräsentierende unterbrochen linierte Gittermuster aus der Darstellung in 23 weggelassen worden.
Dies gilt auch für die anderen Ausführungen, die nachfolgend beschrieben werden.
23 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns (Ringkerns) 10b, der durch die Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.
Der Rotorkern 10b unterscheidet sich vom Rotorkern 10a darin, dass der Rotorkern 10b eine ringförmige erste Kernplatte 114 aufweist, die aus ersten separaten Kernplatten 12 aufgebaut ist, die an ihrem Innenumfangsrand jeweils vier Nasen 24 aufweisen, sowie ringförmige zweite Kernplatten 118, die aus zweiten separaten Kernplatten 116 augebaut sind, die an ihrem Innenumfangsrand jeweils vier Nasen 24 aufweisen. Auch haben die separaten Kernplattenenden (Anlageenden), die innerhalb der Schichten um unterschiedliche Winkel (Phasen) versetzt sind.
An dem Rotorkern 10a ist jede der Nasen 24 in einer mittleren Phasenposition zwischen zwei benachbarten Magnetlöchern 28 angeordnet (siehe 1 etc.). An dem Rotorkern 10b ist jedoch jede der Nasen 24 in einer Phasenposition angeordnet, die mit der Mitte eines der Magnetlöcher 28 ausgerichtet ist (siehe 23 und 24).
An dem Rotorkern 10b hat die als die erste Schicht dienende erste Kernplatte 114 Endpositionen, die in 23 mit dem Pfeil B1 bezeichnet sind, und die als die zweite Schichte dienende zweite Kernplatte 118 hat Endpositionen, die mit dem Pfeil B2 bezeichnet sind. Ähnlich hat die als die dritte Schicht dienende zweite Kernplatte 118 Endpositionen, die mit dem Pfeil B3 bezeichnet sind, und die als die vierte Schicht dienende zweite Kernplatte 118 hat Endpositionen, die mit dem Pfeil B4 bezeichnet sind, und die als die fünfte Schichte dienende zweite Kernplatte 118 hat Endpositionen, die mit Pfeil B1 bezeichnet sind. Die zweiten Kernplatten sind, als obere Schichten, so gestapelt, dass ihre Endpositionen in der gleichen Sequenz verlagert sind. Die Pfeile B1 bis B4 sind aufeinanderfolgend um 60° phasenversetzt.
Insbesondere enthält, wie in 24 gezeigt, die erste Kernplatte 114, die als die erste Schicht (unterste Schicht) dient, die ersten separaten Kernplatten 112, deren Enden (Anlageenden) sich an drei Positionen B1 abstützen, die um einen vorbestimmten Winkel θ11 (in der vorliegenden Ausführung 120°) winkelversetzt sind. Die zweite Kernplatte 118, die als zweite Schicht dient, enthält die zweiten separaten Kernplatten 116, deren Enden sich an Positionen B2 abstützen, die von den Positionen B1 um einen vorbestimmten Winkel θ12 (in der vorliegenden Ausführung 30°) winkelversetzt sind. Die zweite Kernplatte 118, die als die dritte Schicht dient, enthält die zweiten separaten Kernplatten 116, deren Enden sich an Positionen B3 abstützen, die von den Positionen B2 um einen vorbestimmten Winkel θ12 (in der vorliegenden Ausführung 30°) winkelversetzt sind. Die Positionen, an denen sich Enden der zweiten separaten Kernplatten 116 der oberen Schichten abstützen, sind in ähnlicher Weise winkelversetzt.
Wie oben beschrieben, werden die Schichten des Rotorkerns 10b so gestapelt, dass sie um den vorbestimmten Winkel θ12 (30°) aufeinanderfolgend winkelversetzt sind. Da die erste Kernplatte 114 und die anderen Kernplatten jeweils zwölf Nasen 24 haben, greifen die Positionierungselemente 26 an den Nasen 24 miteinander zwischen den Schichten ein (siehe 26A und 266).
Die Schichten des so aufgebauten Rotorkerns 10b werden z. B. nur durch den Klebstoff 23 miteinander verbunden. Da der Prozess des Einsetzens der Stifte 22 nicht erforderlich ist, kann eine Produktionslinie verwendet werden, die frei von den Lochzurückdrückformbaugruppen 44 an der Rotorkernproduktionslinie 30 ist und die eine unterschiedliche Anzahl von Stanzformen in den Stanzzurückdrückformbaugruppen 40 (d. h. ein anderes Profil für die Stanzzurückdrückformbaugruppen 40) zum Ausstanzen der Nasen 24 aufweist, um automatisch die Rotorkerne 10b sukzessiv auszubilden, im Wesentlichen in der gleichen Weise wie die Rotorkerne 10a.
In der Durchfallformbaugruppe 46 umfasst der Drehmechanismus 55 zum Drehen des äußeren Führungselements 58, d. h. zum Ändern der Phase der ersten separaten Kernplatten 112 etc. einen Servomechanismus, wodurch der obige Servosteuerprozess ausgeführt wird. Demzufolge können, wenn der Rotorkern 10b hergestellt wird, die Kernplatten gestapelt werden, während die ersten separaten Kernplatten 112 etc. rasch und leicht um die vorbestimmten Winkel θ11 (120°) und θ12 (60°) gedreht werden, wie in den 25A bis 25C gezeigt.
Die Stifte 22 werden nicht in den Rotorkern 10b eingesetzt, und die Schichten werden nur durch den Klebstoff 23 verbunden. Jedoch können, wie auch beim Rotorkern 10b, die Schichten nur mit den Stiften 22 verbunden werden, oder sowohl mit den Stiften 22 als auch dem Klebstoff 23.
Mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Herstellung des Rotorkerns 10 gemäß der zweiten Ausführung, wie oben beschrieben, hat jede der ersten separaten Kernplatten 112 und der zweiten separaten Kernplatten 116 vier Nasen 24, deren jede in einer Phasenposition angeordnet ist, die mit der Mitte eines der Magnetlöcher 28 ausgerichtet ist. Die Schichten werden derart gestapelt, dass die Schichten aufeinanderfolgend um den vorbestimmten Winkel θ12 (30°) versetzt werden.
Anders ausgedrückt, die Kernplatten 114, 118, die aus den separaten Kernplatten 112, 116 aufgebaut sind, deren jede zumindest zwei Magnetlöcher aufweist, die mit gleichen Intervallen definiert und in einem ringförmigen Muster angeordnet sind, werden derart gestapelt, dass die Enden (Anlageenden) oder deren Trennposition um eine Winkeleinheit versetzt sind, die einem Magnetloch 28 entspricht. Da somit der Bogen jeder der ersten separaten Kernplatten 12 sich um einen vorbestimmten Winkel θ11 (120°) erstreckt und vier Magnetlöcher 28 aufweist, repräsentiert die einem Magnetloch 28 entsprechende Winkeleinheit 30° (der vorbestimmte Winkel θ12), der sich ergibt, wenn der vorbestimmte Winkel θ11 durch vier geteilt wird.
Daher wird die Fläche (die Verklebungsfläche), mit der die separaten Kernplatten innerhalb der Schicht aufeinander liegen, wesentlich vergrößert, und der Klebstoff wird hochbeständig gegen Kräfte, die in der Scherrichtung wirken. Daher werden die Schichten sehr stark miteinander verbunden. Insbesondere wird daher der Rotorkern effizient als ein Rotorkern verwendet, der mit sehr hohen Geschwindigkeiten rotiert und starken Zentrifugalkräften und Scherkräften in der radialen Richtung ausgesetzt wird.
Wie in 27 gezeigt, können die ersten separaten Kernplatten 112 und die zweiten separaten Kernplatten 116 als erste separate Kernplatten 124 und zweite separate Kernplatten 126 ausgebildet werden, die jeweils zwei Magnetlöcher 28 aufweisen und auf einen kleinere Größe aufgeteilt sind.
Der Bogen jeder der ersten separaten Kernplatten 124 und der zweiten separaten Kernplatten 126 erstreckt sich um einen vorbestimmten Winkel θ21 (60°). Die erste separate Kernplatte 114 in der untersten Schicht (ersten Schicht) hat ein Ende (Anlageende) an einer mit dem Pfeil C1 angegebenen Position. Die zweiten separaten Kernplatten 126 in den zweiten und dritten Schichten haben Enden an Positionen, die an der mit dem Pfeil C1 angegebenen Position um einen vorbestimmten Winkel θ22 (30°) winkelversetzt sind (siehe Pfeile C2, C3 in 27).
Nachfolgend werden die Ergebnisse eines Drehbruchtests zum Drehen eines Rotorkerns beschrieben, der aus den obigen separaten Kernplatten hergestellt war und dessen Schichten allein mit dem Klebstoff 23 ohne die Stifte 22 miteinander verbunden waren. Der Rotorkern wurde mit hoher Geschwindigkeit um die Mittelachse des Rotorkerns herum gedreht, während unter Zentrifugalkräften eine hohe Belastung (Last) auf den Rotorkern einwirkt, und die Bruchlast für den Rotorkern gemessen.
Der Test wurde an den Rotorkernen A bis C durchgeführt, deren Schichten durch die folgenden drei Typen von Klebstoffverbindung verbunden waren: Der Rotorkern A umfasste erste separate Kernplatten 12 und zweite separate Kernplatten 16 (siehe 2), deren Enden um den vorbestimmten Winkel θ2 (60°) versetzt waren. Der Rotorkern B umfasste erste separate Kernplatten 112 und zweite separate Kernplatten 116 (siehe 24), deren Enden um den vorbestimmten Winkel θ12 (30°) versetzt waren. Der Rotorkern C umfasste erste separate Kernplatten 124 und zweite separate Kernplatten 126 (siehe 27), deren Enden um den vorbestimmten Winkel θ22 (30°) versetzt waren.
Die Testergebnisse zeigen auch, dass, wenn man eine Bruchlast des Rotorkerns als 100 annimmt, dann der Rotorkern eine Bruchlast von 112 hatte, und der Rotorkern C eine Bruchlast von 80 hatte. Obwohl jeder der Rotorkerne in der Praxis eine ausreichende Festigkeit erreichte, waren die Schichten des Rotorkerns B am stärksten miteinander verbunden.
Nachfolgend wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 28 ist eine Perspektivansicht eines Rotorkerns (Ringkerns) 10c, hergestellt mit der Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Der Rotorkern 10c enthält Schichten des Rotorkerns 10b (siehe 23), die durch Stifte 22 miteinander verbunden sind.
Wie in 29 gezeigt, enthält die Rotorkernproduktionslinie 30a eine Lochbildungsformbaugruppe 36a, eine Positionierungselementbildungsformbaugruppe 38a, Stanzzurückdrückformbaugruppen 40a und Lochzurückdrückformbaugruppen 44a, deren jede Modifikationen enthält, in Anpassung an eine Änderung in der Anzahl der Nasen 24 von den Lochbildungsformbaugruppen 36, den Positionierungselementformbaugruppen 38, den Stanzzurückdrückformbaugruppen 40 und den Lochzurückdrückformbaugruppen 44 der Rotorkernproduktionslinie 30. Die Rotorkernproduktionslinie 30a enthält Durchfallformbaugruppen 46a, die jeweils ein modifiziertes äußeres Führungselement, ein modifiziertes inneres Führungselement, einen modifizierten Drehmechanismus etc. enthalten, anstelle der obigen Durchfallbaugruppen 46a.
Die an der Rotorkernproduktionslinie 30a ausgeführten Formungsschritte, die vom an der Lochbildungsformbaugruppe 36a ausgeführten Schritt bis zum an den Lochzurückdrückformbaugruppen 44a ausgeführten Schritt reichen, sind im Wesentlichen die gleichen wie die entsprechenden Schritte, die von der obigen Kernproduktionslinie ausgeführt werden, und werden nachfolgend im Detail nicht beschrieben.
Nachfolgend wird in Bezug auf die 30 bis 33 ein Prozess zur Bildung des Rotorkerns 10c beschrieben, durch Fallenlassen und Stapeln erster separater Kernplatten 112 und zweiter separater Kernplatten 116 durch die Durchfallformbaugruppen 46a.
Wie in den 30 bis 32 gezeigt, umfasst jede der Durchfallformbaugruppen 46a einen im Wesentlichen zylindrischen hohlen oberen Rahmen 154, der eine Stufe 154a enthält, die eine Ringnut 154b aufweist, die in dessen Innenumfangsoberfläche ausgebildet ist, sowie einen im Wesentlichen zylindrischen hohlen unteren Rahmen 160, der die Unterseite des oberen Rahmens 154 trägt. Die Durchfallformbaugruppe 46a enthält auch ein äußeres Führungselement 157, umfassend einen im Wesentlichen zylindrischen hohlen beweglichen Rahmen 156, der auf der Stufe 154a des oberen Rahmens 154 angeordnet ist und eine Stufe 156a aufweist, die in dessen Innenumfangsoberfläche ausgebildet ist, sowie eine Ringnut 156b, die in dessen Außenumfangsoberfläche ausgebildet ist, und ein Ringelement (äußeres Führungselement, Krimpelement) 158, das an der Stufe 156a des beweglichen Rahmens 156 befestigt ist. Das äußere Führungselement 157 ist durch eine Drehantriebskraft von einem Servomotor (Drehantriebsquelle, Drehmechanismus) 159 drehbar. Das Ringelement 158 kann einstückig mit dem beweglichen Rahmen 156 strukturiert sein.
Wie in 32 gezeigt, ist in der Unterseite des oberen Rahmens 154, die gegen den unteren Rahmen 160 gehalten wird, ein erster Kanal 154c definiert, der sich in der mit dem Pfeil Y angegebenen Richtung erstreckt, wobei die Richtung des ersten Kanals 154c senkrecht zur mit dem Pfeil X angegebenen Richtung ist, in der das Blech 132 gefördert wird, sowie einen zweiten Kanal 154d, der etwas größer ist als der erste Kanal 154c. Ein Entladeelement 163, das in der mit dem Pfeil Y angegebenen Richtung hin und zurück bewegbar ist, ist in dem ersten Kanal 154c angeordnet.
Die Durchfallformbaugruppe 46a enthält auch ein inneres Führungselement 164, das radial einwärts des Ringelements 158 angeordnet und an einer vorbestimmten Position (Höhe) gehalten wird, die durch das distale Ende einer Stange 162 gestützt wird, in der Form eines gestuften Zylinders eines Hydraulikzylindermechanismus (Gegendruckanlegemechanismus) 161.
Der Hydraulikzylindermechanismus 161 ist in der Lage, die Stange 62, die sich in dem beweglichen Rahmen 156, dem oberen Rahmen 154 und dem unteren Rahmen 160 erstreckt, vertikal zu bewegen und an einer vorbestimmten Position zu stoppen. Ein Flansch 162a ist am Unterende der Stange 162 angebracht. Der Flansch 162a fungiert als Positionierungselement, um zu verhindern, dass die Stange 162 über eine vorbestimmte Position (Höhe) hinaus angehoben wird, wenn sich der Flansch 162a gegen den Flansch 160a abstützt, der an einem Innenumfangsabschnitt des unteren Rahmens 160 angeordnet ist. Die Stange 162 enthält eine erste Stufe 162b, an der eine Mehrzahl (in der vorliegenden Ausführung achtzehn) von Schraubenfedern (Druckfedern, elastischen Elementen) 166 über den Umfang aufgereiht sind, sowie eine zweite Stufe 162c, die einen kleineren Durchmesser und eine geringere Höhe als die erste Stufe 162b hat, wobei die erste Stufe 162b und die zweite Stufe 162c an einem distalen Endabschnitt (oberen Endabschnitt) der Stange 162 angeordnet sind.
Wie aus den 31 und 32 ersichtlich, hat die zweite Stufe 162c eine Form, die durch Absenken eines Umfangsrandabschnitts einer distalen Endoberfläche 162d der Stange 162 definiert ist. Ein nach oben vorstehendes Lager 168 ist auf der zweiten Stufe 162c angeordnet, und hat eine Endfläche (obere Endfläche), die im Wesentlichen die distale Endoberfläche der Stange 162 darstellt. Eine Vertiefung, die durch die Innenumfangsoberfläche des Lagers 168 und die distale Endoberfläche 162d definiert ist, fungiert als Zwischenraum für einen Vorsprung (den Kopf eines später beschriebenen Bolzens 169) auf einer Unterseite des inneren Führungselements 164, und auch als diametrales Positionierungselement für das innere Führungselement 164.
Die Schraubenfedern 166 haben Unterenden in Richtungen, in denen die Schraubenfedern 166 gedehnt und zusammengedrückt werden (veritkale Richtungen in 31), gesichert an der Bodenfläche der ersten Stufe 162b, und Oberenden, die an einem Schieber 170 gesichert sind. Der Schieber 170 umfasst ein hohlzylindrisches Element 170a, das eine vertikale Umfangsoberfläche der erste Stufe 162b umgibt und vertikal bewegbar ist, während er von Führungsrippen 172 geführt wird, die sich axial der Stange 162 erstrecken, auf der vertikalen Umfangsoberfläche der ersten Stufe 162b. Das hohlzylindrische Element 170a hat einen Flansch 170b, der in dessen Durchmesserrichtung vorsteht. Der Flansch 170b hat eine Unterseite, die an Oberenden der Schraubenfedern 166 gesichert ist, und eine Unterseite, auf der ein Lager 174 angeordnet ist. Die Federkonstanten der Schraubenfedern 166 sind so eingestellt, dass dann, wenn das Gewicht des Schiebers 170 und des Lagers 174, gemeinsam mit dem Gewicht der Schraubenfedern 166 selbst, auf die Schraubenfedern 166 wirken, die Oberseite des Lagers 174 an einer Position (Ausgangsposition) angeordnet ist, die gleich der Oberseite des Lagers 168 ist.
Das innere Führungselement 164 hat eine Außenumfangsoberfläche mit der Funktion, die inneren ringförmigen Ränder der ersten Kernplatte 114 und der zweiten Kernplatten 118 zu stützen und zu führen. Das innere Führungselement 164 umfasst ein äußeres Rahmenelement 182 und ein Mittelelement 184, das radial einwärts des äußeren Rahmenelements 182 angeordnet ist. Das äußere Rahmenelement 182 umfasst eine Mehrzahl von Sätzen (in der vorliegenden Ausführung zwölf) von ersten Führungselementen (Stückelementen 176), die in einem ringförmigen Muster angeordnet sind und gegen Innenumfangsoberflächen der ersten Kernplatten 114 etc. gehalten werden, und zweite Führungselemente (Stückelemente) 118, die radial einwärts der ersten Führungselemente 176 angeordnet sind, mit dazwischen angeordneten Blattfedern 178 (siehe 30).
Die zweiten Führungselemente 180 haben Schrägflächen 180a, 180b mit Durchmessern, die in Richtung von angenähert ihrem vertikal mittleren Abschnitt nach oben und unten progressiv größer werden. Das zentrale Element 184 enthält ein Paar von Keilen 186a, 186b, die eine konische Form haben, die jeweils gegen die Schrägflächen 180a, 180b gehalten werden. Ein Gewindeloch 187 erstreckt sich axial zentral durch die Keile 186a, 186b hindurch. Ein Bolzen 169 ist durch das Gewindeloch 187 geschraubt. Ein Abstandshalter (Scheibe) 188 ist zwischen die Keile 186a, 186b eingesetzt. Wenn der Bolzen 169 durch das Gewindeloch 187 geschraubt und die Keile 186a, 185b hierdurch befestigt werden, bestimmt der Abstandshalter 188 die axialen (vertikalen) Positionen der Keile 186a, 186b.
Die axialen Positionen der Keile 186a, 186b (der Abstand zwischen den Keilen 186a, 186b, während der Bolzen 169 festgezogen wird, können durch Ändern der Dicke des Abstandshalter 188, der zwischen die Keile 186a, 186b eingesetzt ist, eingestellt werden. Die diametrale Position des zweiten Führungselements 180 kann somit mittels des Gleitkontakts zwischen den Schrägflächen 180a, 180b und den Keilen 186a, 186b eingestellt werden.
Insbesondere, wenn die Dicke des Abstandshalters 188 reduziert ist, dann wird, da der Keil 186a und der Keil 186b näher zueinander gebracht werden, das zweite Führungselement 180 unter Druck gesetzt und diametral gespreizt. Daher wird das äußere Rahmenelement 182 diametral (radial) gespreizt, wodurch die Dimension R11 (siehe 30) des Spalts 189 zwischen dem ersten Führungselements 176 und dem Ringelement 158 reduziert wird. Wenn umgekehrt die Dicke des Abstandshalters 188 vergrößert wird, dann kontrahiert sich das äußere Rahmenelement 182 diametral (radial), da der Keil 186a und der Keil 186b mit größerem Abstand voneinander angeordnet werden, wodurch die Dimension R11 des Spalts 189 zwischen dem ersten Führungselement 176 und dem Ringelement 158 vergrößert wird.
In einer Außenumfangsoberfläche des zweiten Führungselements 180 ist eine Ringnut 180c definiert. Eine Ringleiste 176b, die an der Innenumfangsoberfläche des ersten Führungselements 176 angeordnet ist, greift in die Ringnut 180c ein. Daher sind das erste Führungselement 176 und das zweite Führungselement 180 vertikal miteinander kombiniert.
Grundlegend sind, in dem in der vorstehenden Weise kontruierten inneren Führungselement 164, die Außenumfangsfläche des äußeren Rahmenelements 182, d. h. die Außenumfangsflächen der in dem ringförmigen Muster angeordneten ersten Führungselemente 176, komplementär zu den inneren Ringrändern der ersten Kernplatte 114 und der zweiten Kernplatten 118 geformt. Daher sind in den Außenumfangsoberfläche der ersten Führungselemente 176, die in dem ringförmigen Muster angeordnet sind, eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Vertiefungen 176a (siehe 30) definiert, und die Nasen 24 an den Innenumfangsoberflächen der ersten Kernplatte 114 und der zweiten Kernplatten 118 greifen in die Vertiefungen 176a ein.
Wie in den 31 und 32 gezeigt, umfasst die Drehantriebsquelle, d. h. der Servomotor 159, einen Rotor 159a, der in der Ringnut 154b des oberen Rahmens 154 fest angebracht ist, sowie einen Stator 159b, der in der Ringnut 156b des beweglichen Rahmens 156 des äußeren Führungselements 157 fest angebracht ist. Der Rotor 159a ist als Band ausgebildet, das die Außenumfangsoberfläche des beweglichen Rahmens 156 umgibt. Der Stator 159b ist gegenüber dem Rotor 159a angeordnet. Der Servomotor 159 wird somit als sogenannter Direktantriebsmotor konstruiert, wobei der Rotor 159a direkt an dem bewegbaren Rahmen 156 des zu drehenden äußeren Führungselements 157 angeordnet ist.
Wenn unter Steuerung eines Servocontrollers 190 nicht gezeigten Wicklungen des Stators 159b Strom zugeführt wird, dann dreht sich der Rotor 159a um einen vorbestimmten Winkel, und das äußere Führungselement 157 (der bewegliche Rahmen 156 und das Ringelement 158) wird hochgenau und rasch um den vorbestimmten Winkel gemeinsam mit dem Rotor 159a gedreht. Ein Sensor 191 kann in der Nähe des äußeren Führungselements 157 angeordnet sein, um an den Servocontroller 190 Drehwinkelinformation und Winkelposition(Phasen)-Information des äußeren Führungselements 157 einzugeben. Basierend auf der Drehwinkelinformation und der Winkelpositionsinformation kann der Servocontroller 190 den Servomotor 159 durch eine Rückkopplungsregelung regeln, um eine hochgenaue Drehsteuerung zu bewirken. Der Servomotor 159 kann durch einen Drehaktuator oder dgl. ersetzt werden, der unter pneumatischem Druck aktivierbar ist.
Drei Lager 192 bis 194 sind zwischen dem beweglichen Rahmen 156 des äußeren Führungselements 157 und dem oberen Rahmen 154 angeordnet, um eine glattgängige Drehung des äußeren Führungselements 157 zu erlauben. Die Lager 192 bis 194 fungieren auch als Lagerelemente zum Abfangen von Druckkräften, welche von dem inneren Führungselement 164 und einem später beschriebenen Stempel 196 auf das äußere Führungselement 157 ausgeübt werden.
In der in der vorstehenden Weise aufgebauten Durchfallbaugruppe ist die Dimension R11 (siehe 30) der Lücke 189, die zwischen den Außenumfangsoberflächen der ersten Führungselemente 176 des inneren Führungselements 164 und der Innenumfangsfläche des Ringelements 158 des äußeren Führungselements 157 ausgebildet ist, etwas kleiner als die Dimension R12, die die radiale Breite der ersten separaten Kernplatten 112 und der zweiten separaten Kernplatten 116 durch die Positioneinstellung der Keile 186a, 186b, die mit dem Bolzen 169 erfolgt, definiert (R11 < R12). Daher kann die Lücke 189 als Halter 189 fungieren, um die herabgefallenen ersten separaten Kernplatten 112 etc. zu halten.
Wenn der Betrieb der Durchfallbaugruppe 46a beginnt, d. h. wenn die Stapelung der separaten Kernplatten beginnt, werden in den Halter 189 erste und zweite Blindelemente 198a, 198b eingesetzt, die eine Form haben, die im Wesentlichen gleich jener der gestapelten Baugruppe ist, die aus einer vorbestimmten Anzahl (in der vorliegenden Ausführung fünfzig) der ersten Kernplatte 114 und der zweiten Kernplatten 118 aufgebaut ist. Die so eingesetzten ersten und zweiten Blindelemente 198a, 198b positionieren und halten zuverlässig die Komponenten (die ersten Führungselemente 176, die zweiten Führungselemente 180, das mittlere Element 184 etc.) des inneren Führungselements 164 als integrale Baugruppe in einer gewünschten Position, um ein Entfernen der ersten Führungselemente 176 etc. zu verhindern.
Die Durchfallformbaugruppe 46a arbeitet wie folgt: Wenn das Blech 32 mit den Pilotlöchern 47 und den Pilotstiften positioniert wird, bewegt sich die 1. erste separate Kernplatte 112, die durch die Stanzzurückdrückformbaugruppe 40a zu dem Blech 32 zurückgedrückt wird, über das innere Führungselement 164 hinweg und wird über den Halter 189 gesetzt (siehe 31). In anderen Worten, die 1. erste separate Kernplatte 112 wird an der in 30 gezeigten Durchfallposition D in die Durchfallformbaugruppe 46a eingesetzt.
Dann wird, wie in 31 gezeigt, der Stempel 196 abgesenkt, damit die 1. erste separate Kernplatte 112 aus dem Blech 32 fällt.
In dem Halter 189 wird ein bogenförmiger Innenrand der ersten ersten separaten Kernplatte 112 in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche des inneren Führungselements 164 gehalten, und wird einem Innendruck ausgesetzt, während deren bogenförmiger Außenrand in Gleitkontakt mit der Innenumfangsoberfäche des Ringelements 158 gehalten wird und einem Seitendruck (externen Druck) ausgesetzt wird. Insbesondere wird die Innenumfangsfläche der gefallenen ersten ersten separaten Kernplatte 112 von dem inneren Führungselement 164 gestützt, während sie von den Nasen 24 und den Vertiefungen 176a positioniert wird. Auch wird die Außenumfangsfläche der gefallenen 1. ersten separaten Kernplatte 112 einem Druck von dem Ringelement 158 des äußeren Führungselements 157 ausgesetzt, sodass die 1. erste separate Kernplatte 112 sitzend in den Halter 189 (die Lücke 189) eingepresst wird. Darüber hinaus können die Nasen 24 durch Vertiefungen ersetzt werden, und die Vertiefungen 176a können durch Nasen ersetzt werden, um für eine ähnliche Positionierungswirkung zu sorgen.
Die ersten Führungselemente 176 des inneren Führungselements 164 werden durch Blattfedern 178 auf den zweiten Führungselementen 180 federnd abgestützt. Wenn daher die erste separate Kernplatte 112 in den Halter 189 gepresst wird, wird die erste separate Kernplatte 112 durch den Halter 189 stabil gehalten, im Wesentlichen, ohne durch Schwankungen der Breitenabmessung R12 aufgrund von Bearbeitungsfehlern oder unterschiedlichen Bearbeitungschargen der ersten separaten Kernplatte 112 beeinflusst zu werden, oder auch durch Schwankungen der Breitendimension R11 des Halters 189 aufgrund von Verschleiß etc. des inneren Führungselements 164 und des äußeren Führungselements 157. Da verhindert wird, dass die erste separate Kernplatte 112 zwangsweise in den Halter 189 gedrückt wird, wird effizient verhindert, dass die erste separate Kernplatte 112, die ersten Führungselemente 176 und das Ringelement 158 verformt und beschädigt werden, obwohl die separaten Kernplatten noch immer glattgängig in den Halter 189 sitzend gepresst werden können.
Wie in 31 mit den Zweipunktstrichlinien gezeigt, wird die erste separate Kernplatte 112 in dem Halter 189 gehalten (siehe 33A). Gleichzeitig drückt die Unterseite der ersten separaten Kernplatte 112 die ersten und zweiten Blindelemente 198a, 198b um einen Abstand gleich der Dicke der ersten separaten Kernplatte 112 nach unten, und das unterste erste Blindelement 198a drückt nach unten auf das Lager 174. Das erste Blindelement 198a bewirkt somit, dass das Lager 174 und der Schieber 170 in Kontakt mit den Schraubenfedern 166 kommt, um eine Distanz, die gleich der Dicke der ersten separaten Kernplatte 112 ist, entgegen der Vorspannung der Schraubenfedern 166.
Da hierbei die zweiten Führungselemente 180 und das mittlere Element 184 des inneren Führungselements 164 einem Gegendruck durch das Lager 168 ausgesetzt sind und von der Stange 162 des Hydraulikzylindermechanismus 161 gegengestützt werden, werden die zweiten Führungselemente 140 und das mittlere Element 184 nicht verlagert, sondern, auch unter den Abwärtspresskräften von dem Stempel 196 in der vorbestimmten Position (Ausgangsposition) gehalten. Da ferner die Ringleiste 176b der ersten Führungselemente 176 in die Ringnut 180c des zweiten Führungselements 180 eingreift, werden die ersten Führungselemente 176 nicht zusammen mit den ersten separaten Kernplatten 112 und den ersten und zweiten Blindelementen 198a, 198b nach unten gedrückt, sondern werden in der Ausgangsposition gehalten.
Wenn die ersten separaten Kernplatten 112 in den Halter 189 gepresst werden, werden das innere Führungselement 164 (die ersten Führungselemente 176) und das äußere Führungselement 157 (das Ringelement 158) von dem Stempel 176 sowohl diametralen (radialen) als auch axialen (vertikal abwärtigen) Kräften ausgesetzt. In der Durchfallformbaugruppe 46a fungiert das Lager 168 als Lagerelement, um Presskräfte aufzunehmen, die der axialen Richtung des inneren Führungselements 164 ausgeübt werden, und die Lager 192 bis 194 fungieren als Lagerelemente, um Presskräfte aufzunehmen, die in diametralen und axialen Richtungen von dem äußeren Führungselement 157 (dem beweglichen Rahmen 156) ausgeübt werden. Daher wird effektiv verhindert, dass innere Führungselement 164 und das äußere Führungselement 157 (der bewegliche Rahmen 156) zu stark gegen die Stange 162 und den oberen Rahmen 154 gepresst werden, und es können Beeinträchtigungen der glatten Drehung davon in nachfolgenden Schritten verhindert werden. Die Lager 192, 193 fungieren auch als Lagerelemente, um diametrale Presskräfte aufzunehmen, die unter der Vorspannung der Blattfedern 178 von dem inneren Führungselement 164 ausgeübt werden.
Hierbei wird der Schritt des Fallens der 1. ersten separaten Kernplatte 112 abgeschlossen (dies entspricht dem dreiundzwanzigsten Schritt der ersten Ausführung). Nachfolgend wird der Betrieb der Durchfallformbaugruppe 46a in aufeinanderfolgenden Schritten beschrieben.
Während die gefallene 1. erste separate Kernplatte 112 in dem Halter 189 (siehe 33) gehalten wird, wird der Servomotor 159 eingeschaltet, um den beweglichen Rahmen 156 und das Ringelement 158 des äußeren Führungselements 157 um den vorbestimmten Winkel θ11 (in der vorliegenden Ausführung 120°) zu drehen (siehe 33B).
Wegen der Beziehung, worin die Dimension R11 kleiner als die Dimension R12 ist (R11 < R12), werden die ersten separaten Kernplatten 112 und die ersten und die zweiten Blindelemente 198a, 198b in den Halter 189 sitzend gepresst, und die Nasen 24 der ersten separaten Kernplatte 112 und die Nasen (nicht gezeigt) der ersten und zweiten Blindelemente 198a, 198b greifen in die Vertiefungen 176a des inneren Führungselements 164 ein. Daher wird die Drehung des äußeren Führungselements 157 durch die erste separate Kernplatte 112 etc., die sitzend in den Halter 189 gepresst ist, auf das innere Führungselement 164 übertragen. Das innere Führungselement 164 wird synchron mit dem äußeren Führungselement 157 um den vorbestimmten Winkel θ11 gedreht, während es durch den Hydraulikzylindermechanismus 161 gegengestützt wird. Natürlich wird auch die in dem Halter 189 gehaltene erste separate Kernplatte 112 gemeinsam mit dem äußeren Führungselement 157 um den vorbestimmten Winkel θ11 gedreht.
Wenn die obigen Teile gedreht werden, wird eine Seitenfläche des beweglichen Rahmens 156 des äußeren Führungselements 157 von den Lagern 192, 193 gelagert, und dessen Unterseite wird von dem Lager 174 gelagert. Unterseiten der ersten Führungselemente 176 des inneren Führungselements 164 werden vom Lager 194 gelagert, und Unterseiten der zweiten Führungselemente 180 des inneren Führungselements 164 werden von dem Lager 168 gelagert. Die Unterseite des ersten Blindelements 198a, das in den Halter 189 sitzend eingepresst ist, wird auch von dem Lager 174 gelagert. Daher werden gemäß der vorliegenden Erfindung Drehantriebskräfte vom Servomotor 159 nicht durch Reibung zwischen den Komponenten gedämmt, sondern stattdessen wird die Drehung des äußeren Führungselements 157 glattgängig und zuverlässig auf die ersten separaten Kernplatten 112 und die ersten und zweite Blindelemente 198a, 198b übertragen. Die ersten separaten Kernplatten 112 können somit um den vorbestimmten Winkel θ11 gedreht und hochgenau und rasch positioniert werden.
Dann wird eine 2. erste separate Kernplatte 112 fallen gelassen und in den Halter 189 sitzend gepresst, in der gleichen Weise wie die 1. erste separate Kernplatte 112. Wie in 33B gezeigt, wird die gefallene 2. erste separate Kernplatte 112 umfangsmäßig neben der 1. ersten separaten Kernplatte 112 angeordnet.
Nachdem das äußere Führungselement 159 um den vorbestimmten Winkel θ11 weiter gedreht worden ist, wird eine dritte erste separate Kernplatte 112 fallen gelassen und in den Halter 189 sitzend gepresst. Die gefallene 3. erste separate Kernplatte 112 wird in der gleichen Ebene angeordnet wie die 1. und 2. ersten separaten Kernplatten 112, neben diesen, um hierdurch die ringförmige erste Kernplatte 114 zu bilden. Die so gebildete erste Kernplatte 114 dient als unterste Schicht (erste Schicht) des Rotorkerns 10c.
Wie in 33C gezeigt, wird, während die erste Kernplatte 114 im Halter 189 gehalten wird, das äußere Führungselement 157 um den vorbestimmten Winkel θ12 (in der vorliegenden Ausführung 30°) gedreht, um hierdurch die erste Kernplatte 114 um den vorbestimmten Winkel θ12 zu drehen.
Dann wird eine 1. zweite separate Kernplatte 116 (eine vierte der ersten und zweiten separaten Kernplatten) fallen gelassen, zur Stapelung auf der ersten Kernplatte 114, und in den Halter 189 sitzend eingepresst.
Da die erste Kernplatte 114 um den vorbestimmten Winkel θ12 gedreht worden ist, wird die gefallene 1. zweite separate Kernplatte 116 über Anlageenden B1 der zwei ersten separaten Kernplatten 112 (die 1. und 3. ersten separaten Kernplatten 112) der ersten Kernplatte 114 gestapelt (siehe 3C). Ähnlich den ersten separaten Kernplatten 112 wird die gefallene zweite separate Kernplatte 116 unter einer Stanzlast (Presskraft) von dem Stempel 196 in den Halter 189 eingesetzt, und gleichzeitig gestapelt, während die ersten separaten Kernplatten 112 und die ersten und zweiten Blindelemente 198a, 198b, die darunter angeordnet sind, nach unten gepresst werden.
Die Positionierungsnasen 26a der gefallenen 1. zweiten separaten Kernplatte 116 greifen in die Löcher 20 der 1. ersten separaten Kernplatte 112 und die Löcher 120 der 3. ersten separaten Kernplatte 112 ein.
Dann wird das äußere Führungselement 157 um den vorbestimmten Winkel θ11 (120°) gedreht, während die erste Kernplatte 112 und die erste zweite separate Kernplatte 116 um den vorbestimmten Winkel θ11 gedreht werden. Dann werden die 2. und 3. zweiten separaten Kernplatten 116 (die fünften und sechsten der separaten Kernplatten) fallen gelassen. Hierbei wird die zweite Kernplatte 118, die als die zweite Schicht des Rotorkerns 11c dient, auf die erste Kernplatte 114 gestapelt, die als die erste Schicht dient, wobei die zweite Schicht von der ersten Schicht und dem vorbestimmten Winkel θ12 (30°) verlagert ist. Hierbei greifen die Positionierungsnasen 26a der Positionierungselemente 26 der zweiten Kernplatte 118 in die Löcher 20 der ersten Kernplatte 114 ein, in ähnlicher Weise wie der in 24 gezeigte Rotorkern 10b.
Dann wird das äußere Führungselement 157 um den vorbestimmten Winkel θ12 (30°) gedreht, um hierdurch die erste Kernplatte 114 (erste Schicht) und die zweite Kernplatte 118 (zweite Schicht) um den vorbestimmten Winkel 812 zu drehen. Danach wird eine 4. zweite separate Kernplatte 116 (eine siebte der separaten Kernplatten) auf die zweite Schicht fallen gelassen. Die erste Kernplatte 114 (erste Schicht), die zweite Kernplatte 118 (zweite Schicht) und die 4. zweite separate Kernplatte 116 werden um den vorbestimmten Winkel θ11 (120°) gedreht. Dann werden die 5. und 6. zweiten separaten Kernplatten 116 (achten und neunten der separaten Kernplatten) fallen gelassen.
Hierbei wird die zweite Kernplatte 118, die als die dritte Schicht des Rotorkerns 110c dient, auf die zweite Schicht gestapelt, und die dritte Schicht wird von der zweiten Schicht um den vorbestimmten Winkel θ12 (30°) verlagert. Auch hierbei greifen die Positionierungsnasen 26a der zweiten Kernplatte 118, die als die dritte Schicht dient, in die Positionierungsausnehmungen 26b der zweiten Kernplatte 118 ein, die als die dritte Schicht dient.
Anschließend stapeln die Durchfallformbaugruppen 46a der ersten Formungsvorrichtung 31a und der zweiten Formungsbaugruppen 31b fortlaufend Kernplatten bis zu einer vorbestimmten Anzahl von Schichten (in der vorliegenden Ausführung insgesamt 50 Schichten, einschließlich der ersten Kernplatte 114 als unterster Schicht und den darauf gestapelten 49 zweiten Kernplatten 118). Wenn die erste Kernplatte 114 und die zweiten Kernplatten 118 in einer vorbestimmten Anzahl von Schichten (50 Schichten) gestapelt sind, wird eine gestapelte Baugruppe 111a, die aus den fünfzig Schichten aufgebaut ist, auf dem zweiten Blindelement 198b ausgebildet und in dem Halter 189 gehalten (siehe 34).
Die so gebildete gestapelte Baugruppe 111a ist aus den separaten Kernplatten 112, 116 aufgebaut, die in den Halter 189 gestapelt und sitzend eingepresst sind. Die Löcher 20 und die Positionierungsnasen 26a werden zwischen der Kernplatte 114 und den zweiten Kernplatten 118 zuverlässig miteinander verkrimpt. Ähnlich werden die Positionierungsausnehmungen 26b und die Positionierungsnasen 26a zwischen den zweiten Kernplatten 118 zuverlässig miteinander verkrimpt. Daher werden die Schichten der gestapelten Baugruppe 111a integral miteinander verpresst und haben eine ausreichend hohe Festigkeit, um zu verhindern, dass die Schichten wegen leichter Stöße, z. B. während des Transports, zur Außenseite des Stapels verlagert werden (außer Position versetzt werden). Da die separaten Kernplatten 112, 116 gestapelt werden, während das Ringelement 158 (das äußere Führungselement 157 gedreht wird, werden, selbst wenn die Positionierungsnasen 26a und die Positionierungsausnehmungen 26b zwischen den Schichten bei der Stapelung positionsmäßig leicht versetzt werden, die separaten Kernplatten 112, 116 bei der Drehung des Ringelements 158 aufgrund des Gleitkontakts zwischen dem Ringelement 158 und den ringförmigen Außenumfangsflächen der Schichten axial ausgerichtet und werden daher genau zusammengepresst.
Wenn die gestapelte Baugruppe 111a auf diese Weise gebildet ist, wird das erste Blindelement 198a, das den Schieber 170 gegen die Schraubenfedern 166 unter der gestapelten Baugruppe 111a niedergedrückt hat, vollständig von dem Halter 189 gelöst (siehe 34). Das erste Blindelement 198 wird dann aus der Vorrichtung entladen. Der Entladeprozess, der im Detail nicht beschrieben wird, ist im Wesentlichen der gleiche wie der Prozess zum Entladen der gestapelten Baugruppe 111a, der nachfolgend in Bezug auf die 35A bis 35C beschrieben wird.
Nachdem das erste Blindelement 198 entladen worden ist, wird eine 1. erste separate Kernplatte 112 in einem zweiten Zyklus (einem 151. der separaten Kernplatten, bei Zählung ab dem ersten Schritt) auf die gepresste gestapelte Baugruppe 111a in der Durchfallformbaugruppe 46a gestapelt. Die ersten separaten Kernplatten 112 und die zweiten separaten Kernplatten 116 werden aufeinanderfolgend auf eine vorbestimmte Anzahl von Schichten gestapelt, in der gleichen Weise wie die oben beschriebenen Schritte.
Die gestapelte Baugruppe 111b wird auf der gestapelten Baugruppe 111a gebildet. Hierbei wird das zweite Blindelement 198b vollständig von dem Halter 189 gelöst. Das zweite Blindelement 198b wird dann aus der Vorrichtung entladen, ähnlich dem ersten Blindelement 198x. Die unterste Schicht (erste Schicht) der gestapelten Baugruppe 111b wird durch die erste Kernplatte 114 erzeugt, wie bei der untersten Schicht der gestapelten Baugruppe 111a, und hat eine flache Unterseite, die frei von Positionierungsnasen 26a ist. Daher greift die unterste Schicht (erste Schicht) der gestapelten Baugruppe 111b nicht in die Positionierungsausnehmungen 26b der obersten Schicht (fünfzigsten Schicht) der gestapelten Baugruppe 111a ein und wird nicht in diese gedrückt. Stattdessen werden die gestapelte Baugruppe 111a und die gestapelte Baugruppe 111b separat voneinander gebildet.
Dann wird eine 1. erste separate Kernplatte 112 in einem dritten Zyklus (einem 301. der separaten Kernplatten bei Zählung ab dem ersten Schritt) auf die gepresste gestapelte Baugruppe 111b gestapelt. Die ersten separaten Kernplatten 112 und die zweiten separaten Kernplatten 116 werden aufeinanderfolgend in einer bestimmten Anzahl von Schichten gestapelt, in der gleichen Weise wie die oben beschriebenen Schritte.
Wie in 35A gezeigt, wird hierbei eine neue gestapelte Baugruppe 111c auf der gestapelten Baugruppe 111b ausgebildet. Natürlich werden die gestapelte Baugruppe 111b und die gestapelte Baugruppe 111c separat voneinander ausgebildet. Die gestapelte Baugruppe 111a, die zuerst gebildet worden ist, wird vollständig aus dem Halter 189 gelöst. Während die gestapelte Baugruppe 111c gestapelt wird, wird die gestapelte Baugruppe 111a allzeit zwischen den Schraubenfedern 166 und der gestapelten Baugruppe 111b darüber durch die Schraubenfedern 166 aufgenommen. Daher wird verhindert, dass die Eingriffsbereiche (die gekrimpten Bereiche) der Löcher 20 und der Positionierungsnasen 26a, und die Eingriffsbereiche (gekrimpten Bereiche) der Positionierungsausnehmungen 26b und der Positionierungsnasen 26a unter dem Gewicht der ersten Kernplatte 114 etc. der gestapelten Baugruppe 111a desintegriert werden. Daher wird zuverlässig verhindert, dass die gestapelte Baugruppe 111a desintegriert wird.
Dann wird aus dem in 35A gezeigten Zustand heraus die Stange 16a des Hydraulikzylindermechanismus 161 abgesenkt, um die gestapelte Baugruppe 111a auf der Oberseite des unteren Rahmens 160 anzuordnen (siehe 35B).
Wenn daher, wie in 35C gezeigt, das Entladeelement 163 auf der Oberseite des unteren Rahmens 160 horizontal bewegt wird (in der mit dem Pfeil Y angegebenen Richtung), kann die gestapelte Baugruppe 111a von der Durchfallformbaugruppe 46a entladen werden und kann leicht zu einem nachfolgenden Schritt gefördert werden (in der vorliegenden Ausführung dem Schritt des Einsetzens der Stifte 22). Da die gestapelten Baugruppen 111b, 111c in den Halter 189 sitzend eingepresst werden, d. h. zwischen das Ringelement 158 und das innere Führungselement 164, fällt das innere Führungselement 164 auch dann nicht, wenn die Stange 16a des Hydraulikzylindermechanismus 161 abgesenkt wird. Da die ersten Führungselemente 176 in dem Außenumfangsabschnitt des inneren Führungselements 164 durch die Blattfedern 178 diametral (radial) vorgespannt werden, wird noch zuverlässiger verhindert, dass das innere Führungselement 164 fällt.
Wie bei der Rotorkernproduktionslinie 30 bildet die Rotorkernproduktionslinie 30a eine neue gestapelte Baugruppe auf der gestapelten Baugruppe 111c, und führt sukzessiv einen Prozess aus, um eine Folge von gestapelten Baugruppen zu bilden, um hierdurch den Rotorkern 10c aus dem einzigen Blechband 32 herzustellen und die gestapelten Baugruppen automatisch zu entladen.
Ein Prozess des Einsetzens der Stifte 22 in die gestapelte Baugruppe 111a etc., mit der Stifteinsetzvorrichtung, und anschließendes Erhitzen und Kühlen der gestapelten Baugruppe 111a etc. zum festen Verbinden der Schichten mit dem Klebstoff 23, um hierdurch den Rotorkern 10c zu bilden, ist im Wesentlichen der gleiche wie der entsprechende Prozess gemäß der ersten Ausführung und wird nachfolgend nicht beschrieben.
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung des Rotorkerns 10c gemäß der dritten Ausführung, wie oben beschrieben, bietet die folgenden Vorteile, zusätzlich zu jenen der ersten und zweiten Ausführungen:
In dem Servomotor 159 der Durchfallformbaugruppe 46a wird der Rotor 159a direkt auf dem beweglichen Rahmen 156 des äußeren Führungselements 157 montiert, und der Stator 159b wird direkt auf dem oberen Rahmen 154 montiert, der das äußere Führungselement 157 lagert. Der Servomotor 159 ist somit als sogenannter Direktantriebsmotor konstruiert, der direkt in dem äußeren Führungselement 157 angebracht ist. Demzufolge können die gestapelten Baugruppen in der gewünschten Fallposition (Indexposition) noch genauer und rascher positioniert werden als dann, wenn das äußere Führungselement 157 durch einen Riemen vom Motor gedreht würde, sodass der Rotorkern 10c in einer reduzierten Zeitdauer hergestellt werden kann.
In der Durchfallformbaugruppe 46a üben das äußere Führungselement 157 und das innere Führungselement 164 einen Seitendruck (externen Druck) und einen Innendruck auf die ersten separaten Kernplatten 112 etc. aus, die gestapelt werden, um hierdurch die ersten separaten Kernplatten 112 etc. zuverlässig im Halter 189 zu halten. Die ersten Führungselemente 176 des inneren Führungselements 164 werden durch Blattfedern 178 auf den zweiten Führungselementen 180 gestützt. Daher werden die ersten separaten Kernplatten 112 etc. wiederholbar und stabil in den Halter 189 sitzend eingepresst und gehalten, sogar bei Vorhandensein von Schwankungen der Breitendimension R12 aufgrund von Bearbeitungsfehlern oder unterschiedlichen Bearbeitungschargen der ersten separaten Kernplatte 112 und Schwankungen in der Breitendimension R11 des Halters 189 aufgrund von Verschleiß etc. des ersten Führungselements 164 und des Ringelements 158. Insofern verhindert wird, dass die ersten separaten Kernplatten 112 etc. zu stark in den Halter 189 gepresst werden, wegen des ersten Führungselements 176, das von den Blattfedern 178 elastisch abgestützt ist, wird effizient verhindert, dass die separaten Kernplatten, die ersten Führungselemente 176 und das Ringelement 158 etc. verformt und beschädigt werden. Stattdessen können die separaten Kernplatten glattgängig in den Halter 189 sitzend eingepresst werden.
Die Durchfallformbaugruppe 46a gemäß der vorliegenden Ausführung ist somit in der Lage, eine Indexfunktion zu beschleunigen, um die Position zu bestimmen, wo die separaten Kernplatten fallen gelassen werden sollen, und auch die Genauigkeit zu erhöhen, mit der die separaten Kernplatten positioniert werden, um hierdurch zu erlauben, dass die separaten Kernplatten stabil gestapelt (gekrimpt) und zuverlässig in Position gehalten werden. Daher wird die Qualität der gestapelten Baugruppen verbessert, die nach der Stapelung der separaten Kernplatten hergestellt sind, d. h. die Qualität des Rotorkerns 10c.
Die Lager 192, 193 sind eines an jeder Seite des Rotors 159a an dem beweglichen Rahmen 156 angeordnet, der das Ringelement 158 trägt, während das Lager 194 auf der Unterseite des beweglichen Rahmens 156 angeordnet ist, um den Presskräften von dem Stempel 196 entgegenzuwirken, der die separaten Kernplatten fallen lässt, und von dem inneren Führungselement 164, das von den Blattfedern 178 vorgespannt wird. Es wird somit effizient verhindert, dass das Ringelement 158 und der bewegliche Rahmen 156 verdreht und verformt werden, und sie können die Außenumfangsränder der separaten Kernplatten stützen, welche in stabiler Weise gestapelt sind. Die Lager 192, 193 sind auch effizient darin, zu verhindern, dass ungewünschte Belastungen auf den Servomotor 159 einwirken, und können somit verhindern, dass der Betrieb des Servomotors 159 ausfällt.
Die Durchfallformbaugruppen 46a der Rotorkernproduktionslinie 30a können dazu benutzt werden, die anderen Rotorkerne 10a, 10c herzustellen. Der Rotorkern 10c kann auch auf der Rotorkernproduktionslinie 30 hergestellt werden. Der Rotorkern 10c kann eine ausreichende Länge haben, selbst wenn dessen Schichten nur durch die Stifte 22 befestigt werden, oder nur durch den Klebstoff 23, und können daher mit reduzierten Kosten hergestellt werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. 36 ist eine Draufsicht eines Rotorkerns (Ringkerns) 10d, der durch die Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Der Rotorkern 10d unterscheidet sich von dem in 23 gezeigten Rotorkern 10b darin, dass der Rotorkern 10d rechteckige Nasen (plattengroße rechteckige Nasen) 224 und Positionierungselemente (Kupplungsabschnitte, Krimpabschnitte) 226 aufweist, anstelle der Nasen 24 und der Positionierungselemente 26.
Die rechteckigen Nasen 224 haben rechteckige Formen, anders als die im Wesentlichen halbkreisförmigen Nasen 24. Insbesondere enthält jede der rechteckigen Nasen 224 ein Paar von Wänden (Seitenenden) 228, 228, die sich im Wesentlichen senkrecht und diametral zur Bogenrichtung der separaten Kernplatten 212, 216 erstrecken.
Die Positionierungselemente 226 haben, anders als die kreisförmigen Positionierungselemente 26, rechteckige Formen. Wie in 39 gezeigt, umfasst jedes der Positionierungselemente 226 eine Positionierungsnase 226a, die an einer Unterseite der separaten Kernplatten 212, 216 und davon nach unten vorstehend angeordnet sind, sowie eine Positionierungsausnehmung 226b, die an einer Oberseite der separaten Kernplatten 212, 216 angeordnet ist und durch eine Innenwandfläche der Positionierungsnase 226a definiert ist. Wenn die Positionierungsnase 226a in die Positionierungsausnehmung 226b der darunter liegenden Kernplatten 214, 218 eingreift und darin verkrimpt wird, fungieren die Positionierungselemente 226 als Positionierungsabschnitte, um die Schichten zu positionieren, wenn sie gestapelt werden, sowie als Kupplungsabschnitte zum Verbinden der Schichten mit einer bestimmten Festigkeit, ähnlich den vorgenannten Positionierungselementen 26.
Gemäß der vorliegenden Ausführung wird zur Handhabung der separaten Kernplatten 212, 216 mit den rechteckigen Nasen 224, anstelle der Durchfallformbaugruppe 46, wie in 37 gezeigt, zur Bildung des Rotorkerns 10d eine Durchfallformbaugruppe 46b verwendet, welche ein inneres Führungselement 262 enthält, mit zu den rechteckigen Nasen 224 komplementären rechteckigen Vertiefungen 262a. Die rechteckigen Vertiefungen 262a haben eine Breite L1, die etwas kleiner ist als eine Breite L2 (Abstand zwischen den Wänden 224) der rechteckigen Nasen 226 (L1 < L2).
Gemäß der vorliegenden Ausführung ist die Breite L1 der rechteckigen Vertiefungen 262a kleiner als die Breite 12 der rechteckigen Nasen 226. Wenn daher, wie in 38 gezeigt, die separaten Kernplatten 212 (216) gestapelt werden, während sie um ihre Achsen gedreht werden und die Schichten gepresst (gekrimpt) werden, werden die rechteckigen Nasen 224 der separaten Kernplatten 212 (216) in die rechteckigen Vertiefungen 262a des inneren Führungselements 262 sitzend eingepresst. Die Wände 228 der rechteckigen Nasen 224 werden von den Innenwandoberflächen der rechteckigen Vertiefungen 262a einem Druck ausgesetzt.
Wenn daher, gemäß der vorliegenden Erfindung, die separaten Kernplatten 212 (216) in der Durchfallformbaugruppe 46b gestapelt werden, dann werden die inneren Bogenränder der separaten Kernplatten 212 (216) in Gleitkontakt mit der Innenumfangsfläche des äußeren Führungselements 58 gehalten und werden einem Seitendruck (externen Druck) F1 ausgesetzt. Ferner werden deren innere Bogenränder in Gleitkontakt mit der Außenumfangsoberfläche des inneren Führungselements 262 gehalten und einem Innendruck F2 ausgesetzt. Ferner werden Wände 228 der rechteckigen Nasen 224 in Gleitkontakt mit den rechteckigen Vertiefungen 262a gehalten und einem Druck F3 ausgesetzt (siehe 38).
Da gemäß der vorliegenden Ausführung die Breite L1 der rechteckigen Vertiefungen 262a des inneren Führungselements 262 kleiner ist als die Breite 12 der rechteckigen Nasen 226, werden die separaten Kernplatten 212 (216), die in den Halter 51 sitzend eingepresst werden, den Drücken F1 bis F3 in drei Richtungen ausgesetzt. Daher können die gestapelten separaten Kernplatten 212 (216) unter den erhöhten Rückhaltekräften stabil in dem Halter 51 gehalten werden, in der Richtung, in der die separaten Kernplatten 212 (216) gedreht werden. Somit kann der Rotorkern 10d effizient und rasch mit erhöhter Qualität und Genauigkeit ausgebildet werden.
Statt der rechteckigen Form, bei der sich die Wände 282 im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, können die rechteckigen Nasen 242 z. B. auch trapezförmig sein, wobei sich die Wände 282 nicht parallel zueinander erstrecken. In anderen Worten, die rechteckigen Nasen 242 können eine beliebige Struktur haben, insofern auf die Nasen der separaten Kernplatten ein Druck ausgeübt werden kann, um die Rückhaltekräfte in dem Halter zu erhöhen.
In der vorliegenden Ausführung können die rechteckigen Nasen 224 durch rechteckige Vertiefungen (plattenseitige rechteckige Vertiefungen) ersetzt werden und können die rechteckigen Vertiefungen 262a durch rechteckige Nasen ersetzt werden. Die Positionierungselemente 226 können, ähnlich den Positionierungselementen 26, eine kreisförmige Form haben, und die Stifte 22 können dort eingesetzt werden.
Die rechteckigen Vertiefungen 262a, die dem inneren Führungselement 262 im Wesentlichen ähnlich sind, können z. B. auf das vorgenannte innere Führungselement 164 angewendet werden, und der Rotorkern 10d mit der Durchfallformbaugruppe 46a gebildet werden.
Die in den jeweiligen Ausführungen beschriebenen Rotorkerne 10c, 10c verwenden Stifte 22, und die Stifte 22 sind aus nicht magnetischem Material hergestellt. Die Löcher 20 (Nasen 24), in die die Stifte 22 eingesetzt sind, sind in der Phasenposition zu den Mitten der Magnetlöcher 28 ausgerichtet, oder in einer zentralen Phasenposition zwischen zwei benachbarten Magnetlöchern 28. Die Stifte 22 sind durch die Nasen 24 zur Mittelachse des Rotorkerns oder von der Innendurchmesserfläche des Rotorkerns versetzt. Natürlich können die Stifte 22 auf dem gleichen Umkreis wie der Innendurchmesser des Rotorkerns angeordnet werden, sodass effizient verhindert wird, dass die Stifte 22 ein Hindernis für den Magnetweg darstellen, der durch die Magneten erzeugt wird, die in die Magnetlöcher 28 eingesetzt werden.
Da insbesondere die Stifte 22 aus nicht magnetischem Material hergestellt sind, läuft der Magnetfluss, der durch den Magnetismusfluss durch den Rotorkern gebildet ist, nicht durch die Stifte 22 hindurch, und daher wird die Erhitzung aufgrund von Wirbelströmen reduziert, um hierdurch eine Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch und der Ausgangsleistung zu minimieren, weil der Magnetfluss durch das nicht magnetische Material nicht hindurch fließt. Wenn die Stifte 22 aus Metall, wie etwa S50C hergestellt sind, dann haben die Stifte 22 die Tendenz, Wärme zu erzeugen und einen Verlust zu verursachen, da der Magnetfluss durch die Stifte 22 hindurchtritt.
Die Stifte 22 werden unter den obigen Bedingungen angeordnet (z. B. die Stifte 22 werden in einer Phasenposition angeordnet, die mit den Mitten der Magnetlöcher 28 fluchten, oder in der zentralen Phasenposition zwischen zwei benachbarten Magnetlöchern 28, oder zur Mittelachse des Rotorkerns hin versetzt). In anderen Worten, da die Stifte 22 in Positionen angeordnet sind, wo die Flussdichte niedrig ist, wird eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Ausgangsleistung weiter minimiert. Eine unter den obigen Bedingungen durchgeführte Magnetfeldanalyse zeigte, dass induzierte Spannungskurven, jeweils aufgetragen, wenn die Stifte 22 benutzt wurden (z. B. die Rotorkerne 10a, 10c) und wenn die Stifte 22 nicht benutzt wurden (z. B. der Rotorkern 10b), im Wesentlichen den gleichen Spitzenwert aufzeigen, und es stellte sich heraus, dass angenähert keine Leistungsdifferenz vorhanden war, z. B. keine Differenz in der Ausgangsleistung, unabhängig davon, ob die Stifte 22 verwendet wurden oder nicht.
In den oben beschriebenen Rotorkernen werden separate Kernplatten in einem Siegelwandmuster gestapelt. Dementsprechend werden Scherlasten, die auf die Stifte wirken, wenn der Rotorkern in Betrieb ist, effizient verteilt.
In den obigen Rotorkernen haben Enden (Anlageenden) der separaten Kernplatten gerade Formen. Selbst wenn zwischen den Anlageenden unter Zentrifugalkräften, wenn der Rotor in Gebrauch ist, Lücken gebildet werden, sind die Lücken gleichmäßig, um hierdurch effizient zu verhindern, dass ein induzierter Spannungsausgangswellenverlauf durch Magnetflusskonzentration oder magnetische Sättigung gestört wird, welche durch partiellen Kontakt zwischen den Anlageenden hervorgerufen wird. Im Ergebnis kann der Phasenwinkel mit erhöhter Empfindlichkeit erfasst werden.
Wenn in den obigen Rotorkernen die Schichten durch Stifte 22 verbunden werden, werden die Positionierungselemente 26, die beim Stapeln der Schichten benutzt werden, ausgeworfen, sobald die Stifte 22 eingesetzt worden sind. Demzufolge wird eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaft reduziert, die anderenfalls resultieren würde, wenn die Positionierungselemente 26 vor Ort belassen würden.
In den obigen Ausführungen ist jede der Schichten aus drei separaten Kernplatten aufgebaut. Wenn die Anzahl der separaten Kernplatten jeder der Schichten verändert wird, dann können auch die Winkel θ1 bis θ3, θ11, θ12 geändert werden. Ähnlich kann auch die Anzahl der Nasen 24 und die Anzahl der Stifte 22 geändert werden.
Das Layout der Formbaugruppen der Rotorkernproduktionslinien 30, 30a kann verändert werden, und die Struktur der Formbaugruppen kann auch geändert werden, in Abhängigkeit von der Form des herzustellenden Rotorkerns.
Die obigen Rotorkernproduktionslinien 30, 30a sind in der Lage, gleichzeitig aus dem Blech 32 zwei Rotorkerne herzustellen. Jedoch können die Rotorkernproduktionslinien 30, 30a auch dazu benutzt werden, einen oder drei oder mehr Rotorkerne gleichzeitig herzustellen.
In jeder der obigen Ausführungen können die ersten separaten Kernplatten etc. jeweils sechs Magnetlöcher haben.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch effizient darauf angewendet werden, einen Statorkern zur Verwendung in einem Stator zu bilden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt, sondern kann viele verschiedene strukturelle Details verwenden, ohne vom wesentlichen Umfang der Erfindung abzuweichen.
Zusammenfassung
In der Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns wird eine Durchfallstanzform (46), die eine Rotorkernproduktionslinie (30) darstellt, dazu benutzt, durch Schichten einer Mehrzahl von geteilten Kernplatten (12, 16), während diese ringförmig angeordnet werden, einen Ringkern zu formen. Die Durchfallstanzform (46) besteht aus einem Drehmechanismus (55) zum Drehen der so geschichteten geteilten Kernplatten (12, 16) um einen vorbestimmten Winkel, einem inneren Führungselement (62), das auf der Innenumfangsseite der ringförmig geschichteten geteilten Kernplatten (12, 16) angeordnet wird, und einem äußeren Führungselement (58), das an der Außenumfangsseite der geteilten Kernplatten (12, 16) angeordnet wird. Während die geteilten Kernplatten (12, 16) durch eines von innerem Führungselement (62) und äußerem Führungselement (58) gestützt werden, wird von dem anderen auf die geteilten Kernplatten (12, 16) ein Druck ausgeübt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-223022 [0005]

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerns, der aus einer Vielzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten und gestapelten separaten Kernplatten aufgebaut ist, umfassend: einen Drehmechanismus zum Drehen von gestapelten separaten Kernplatten um einen vorbestimmten Winkel; ein inneres Führungselement, das radial innerhalb der in dem ringförmigen Muster gestapelten separaten Kernplatten angeordnet ist; und ein äußeres Führungselement, das radial außerhalb der separaten Kernplatten angeordnet ist; worin, während eines von innerem Führungselement und äußerem Führungselement die separaten Kernplatten stützt, das andere von innerem Führungselement und äußerem Führungselement auf die separaten Kernplatten einen Druck ausübt.
Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerns nach Anspruch 1, die ferner umfasst: einen Gegendruckanlegemechanismus zum Anlegen eines Gegendrucks an eine axiale Endfläche des inneren Führungselements, um die andere axiale Endfläche des inneren Führungselements und eine axiale Endfläche des äußeren Führungselements miteinander in Flucht liegend zu halten.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 1, worin: die separaten Kernplatten an ihren Innenumfangsoberflächen plattenseitige Nasen oder plattenseitige Vertiefungen enthalten; und das innere Führungselement Vertiefungen oder Nasen enthält, entsprechend den plattenseitigen Nasen oder den plattenseitigen Vertiefungen der separaten Kernplatten.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 1, worin: der Drehmechanismus eine Drehantriebsquelle aufweist, die direkt an einer Außenumfangsoberfläche des äußeren Führungselements angebracht ist, um die separaten Kernplatten, die von dem äußeren Führungselement und dem inneren Führungselement gehalten werden, um den vorbestimmten Winkel zu drehen.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 4, worin die Drehantriebsquelle einen Rotor aufweist, der direkt an dem äußeren Führungselement, die Außenumfangsoberfläche des äußeren Führungselements umgebend, angebracht ist, ferner umfassend: Lager, die an entgegengesetzten axialen Enden des Rotors angeordnet sind, um das äußere Führungselement zu stützen.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 1, durch Ausstanzen der separaten Kernplatten aus einem Blech, anschließendes Zurückdrücken der ausgestanzten separaten Kernplatten zu Abschnitten des Blechs, aus denen die separaten Kernplatten ausgestanzt worden sind, und Anordnen und Stapeln der separaten Kernplatten, die zu dem Blech zurückgedrückt worden sind, in dem ringförmigen Muster, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: einen Stempel zum Pressen einer zu dem Blech zurückgedrückten separaten Kernplatte, um die separate Kernplatte zwischen dem äußeren Führungselement und dem inneren Führungselement zu halten, und aufeinanderfolgendes Pressen anderer separater Kernplatten gegen seitliche und obere Flächen der separaten Kernplatte, die von der Drehantriebsquelle um den vorbestimmten Winkel gedreht wird, um die separaten Kernplatten in dem ringförmigen Muster anzuordnen und zu stapeln.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 1, worin das innere Führungselement umfasst: ein äußeres Rahmenelement, das eine Mehrzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten Sätzen aufweist, die aus ersten Führungselementen, die gegen Innenumfangsoberflächen der separaten Kernplatten gehalten werden, und zweiten Führungselementen, die radial innerhalb der ersten Führungselemente mit dazwischen eingefügten elastischen Elementen angeordnet sind, aufgebaut sind; und ein mittleres Element, das radial innerhalb des äußeren Rahmenelements angeordnet ist und eine Schrägfläche aufweist, die Schrägflächen an Innenumfangsflächen der zweiten Führungselemente entsprechen, wobei das mittlere Element in axialer Richtung bewegbar ist, um die Sätze des äußeren Rahmenelements in diametraler Richtung senkrecht zur axialen Richtung positionsmäßig einzustellen, um einen vorbestimmten Druck auf die Innenumfangsflächen der separaten Kernplatten diametral auszuüben.
Vorrichtung zur Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 1, worin die separaten Kernplatten an ihren Innenumfangsflächen plattenseitige rechteckige Nasen oder plattenseitige rechteckige Vertiefungen enthalten; und das innere Führungselement rechteckige Vertiefungen oder rechteckige Nasen enthält, entsprechend den plattenseitigen rechteckigen Nasen oder den plattenseitigen rechteckigen Vertiefungen der separaten Kernplatten, worin das innere Führungselement die Innenumfangsflächen der separaten Kernplatten stützt, wenn die plattenseitigen rechteckigen Nasen oder plattenseitigen rechteckigen Vertiefungen der separaten Kernplatten in oder über die rechteckigen Vertiefungen oder rechteckigen Nasen sitzend gepresst werden.
Verfahren zur Herstellung eines Ringkerns, der aus einer Mehrzahl von in einem ringförmigen Muster angeordneten und gestapelten separaten Kernplatten aufgebaut ist, umfassend: Stützen der separaten Kernplatten mit einem eines inneren Führungselements, das radial innerhalb der in dem ringförmigen Muster gestapelten separaten Kernplatten angeordnet ist, und eines äußeren Führungselements, das radial außerhalb der separaten Kernplatten angeordnet ist, und Anlegen eines Drucks von dem anderen von innerem Führungselement und äußerem Führungselement; und Stapeln der separaten Kernplatten in dem ringförmigen Muster zur Bildung des Ringkerns, während die separaten Kernplatten gemeinsam mit dem inneren Führungselement und dem äußeren Führungselement um einen vorbestimmten Winkel gedreht werden.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 9, worin die separaten Kernplatten an ihren Innenumfangsoberflächen plattenseitige Nasen aufweisen, wobei die plattenseitigen Nasen Positionierungselemente enthalten, zum Einsetzen in Eingriff mit den Kernplatten in benachbarten Schichten, wenn die separaten Kernplatten als Schichten gestapelt werden; und das innere Führungselement Vertiefungen aufweist, die den plattenseitigen Nasen entsprechen, zum Positionieren und Stützen der plattenseitigen Nasen.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 9, worin die separaten Kernplatten zwischen das innere Führungselement und das äußere Führungselement sitzend gepresst werden.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 10, das ferner die Schritte umfasst: Ausstanzen der Positionierungselemente und danach Zurückdrücken der ausgestanzten Abschnitte zu Abschnitten der separaten Kernplatten, aus denen die ausgestanzten Positionierungselement ausgestanzt worden sind; Auswerfen der ausgestanzten Abschnitte, die zu den gestapelten separaten Kernplatten zurückgedrückt worden sind, mit Stiften, und Einsetzen der Stifte in die separaten Kernplatten, die als Schichten gestapelt sind, um hierdurch die Schichten miteinander zu verbinden.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 12, worin die Stifte aus nicht magnetischem Material hergestellt sind.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 9, worin die separaten Kernplatten vorab mit Klebstoff beschichtet werden.
Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 9, worin dann, wenn die separaten Kernplatten als Schichten in dem ringförmigen Muster gestapelt werden, Enden der separaten Kernplatten zwischen aufeinanderfolgenden Schichten relativ zueinander versetzt werden.
Ringkern, hergestellt durch ein Verfahren der Herstellung eines Ringkerns nach Anspruch 9, welcher Kernplatten aufweist, die jeweils ein ringförmiges Muster von separaten Kernplatten enthalten, in deren jeder zumindest zwei Magneteinsetzlöcher mit gleichen Abstandsintervallen definiert sind, wobei die Kernplatten nacheinander gestapelt derart sind, dass die separaten Kernplatten um einen Winkel versetzt sind, der einem der Magneteinsetzlöcher entspricht.