DE60211283T2

DE60211283T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Jochs einer rotierenden elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE60211283T2
Application number: DE60211283T
Authority: DE
Inventors: Takenobu Toyohashi-shi Kawakami; Keijirou Kosai-shi Suzuki; Toshiyuki Hamamatsu-shi Kouno; Yoshihiro Kosai-shi Atsumi
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: US6880230B2; EP1315273A3; EP1315273B1; DE60211283D1; EP1315273A2; US20030101570A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines in einer rotierenden elektrischen Maschine wie etwa einem Motor verwendeten Jochs.
Das Joch einer rotierenden elektrischen Maschine wird hergestellt, indem Magnete an der Innenfläche eines Jochgehäuses mit Klebstoff befestigt werden. Das Jochgehäuse dient ebenso als Gehäuse der Maschine. Speziell wird wie in 23 dargestellt Klebstoff 100 auf die Seiten der Magneten 101 aufgebracht. Dann werden die Magneten 101 gegen die Innenfläche eines Jochgehäuses 102 gepresst und der Klebstoff 100 härtet aus. Um die Magneten 101 fest an dem Jochgehäuse 102 zu befestigen, wird der Klebstoff 100 allgemein auf die Seiten der Magneten 101 in Streifen aufgebracht. Jedoch kann durch einfaches Presse der Magnete 101 gegen die Innenfläche des Jochgehäuses 102 der Klebstoff 100 nicht einfach auf die gesamten Haftbereiche der Magnete 101 und des Jochgehäuses 102 verteilt werden. Daher wird eine größere Menge Klebstoff 100 als erforderlich auf die Magnete 101 aufgebracht, so dass der Klebstoff 100 auf die gesamten Haftbereiche verteilt wird. Jedoch erhöht eine große Klebstoffmenge 100 die Aushärtezeit des Klebstoffes 100 und die Kosten. Zusätzlich wird die überschüssige Klebstoffmenge 100 aus den Haftbereichen der Magnete 101 und des Jochgehäuses 102 gequetscht.
Eine Montagevorrichtung ist in der Patentzusammenfassung JP 04-275837 offen gelegt. Die Vorrichtung dreht eine Spannaufnahme, wenn ein Walzenmagnet, der von einem Passteil gehalten wird, in eine becherförmige Hülse eingesetzt wird. Eine Passung wird erreicht, während die innere Umfangsfläche der Hülse eine Spirale auf der äußeren Umfangsfläche des Walzenmagneten zieht. Klebstoff wird über diese innere und äußere Umfangsflächen in Umfangs- und Axialrichtung verteilt.
Zusammenfassung der Erfindung
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung eines Jochs einer rotierenden elektrischen Maschine vorzusehen, die einen Magneten mit einem Jochelement mit einer geringen Klebstoffmenge fest verbinden.
Um die vorige und andere Aufgaben zu lösen und in Übereinstimmung mit den Zielen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines in einer rotierenden elektrischen Maschine benutzten Jochs gemäß dem Anspruch 1 vorgesehen. Das Verfahren kann umfassen: Formen eines Vorsprungs und eines zurückgesetzten Abschnitts in dem Jochelement, Umhüllen des Magneten mit dem Jochelement, während der Magnet mit einem Halteelement gehalten wird, und Fixieren des Magneten an dem Jochelement mit Klebstoff, während jeder durch ein Halteelement gehaltene Magnet mit dem Vorsprung in Kontakt gebracht wird, wobei, wenn der Magnet den zugeordneten Vorsprung kontaktiert, jedes Halteelement in dem zugeordneten zurückgesetzten Abschnitts angeordnet ist.
Das Verfahren kann umfassen: Formen eines Vorsprungs und eines zurückgesetzten Abschnitts in dem Jochelement, Anbringen des Magneten an der Montagevorrichtung, wobei die Montagevorrichtung den Magneten mit einem Halteelemente in axialer Richtung hält, Verschieben des Jochelements und des Magneten auf einander, während der durch das Halteelemente gehaltene Magnet gegen die Innenfläche des Jochelements mit dem Klebstoff dazwischen gepresst wird, Bestimmen der Position des durch das Halteelemente gehaltene Magneten indem der Magnet in Kontakt mit dem Vorsprung gebracht wird, wobei, wenn der Magnet den Vorsprung kontaktiert, das Halteelement in dem zurückgesetzten Abschnitt angeordnet ist, und Lösen des Magneten von dem Halteelement nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist.
Eine Montagevorrichtung zur Herstellung eines Jochs, das bei einer rotierenden elektrischen Maschine verwendet wird, kann vorgesehen werden. Das Joch umfasst ein Jochelement und ein Magnetpaar, die an dem Jochelement mit Klebstoff bogenförmig befestigt sind. Die Montagevorrichtung umfasst ein Aufnahmeelement, um die Magnete lösbar so zu halten, dass die Haftbereiche der Magnete, die an dem Jochelement angeklebt werden sollen, in voneinander abgewandte Richtungen orientiert sind.
Unter einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Jochs, das bei einer rotierenden elektrischen Maschine benutzt wird, entsprechend dem Anspruch zwei vorgesehen.
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus den folgenden Beschreibungen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, die exemplarisch die Grundzüge der Erfindung erläutern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, kann am besten mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele, auf die vorliegend Bezug genommen wird, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, bei denen zeigen:
1 eine schematische Aufsicht, die ein Herstellungsverfahren eines Jochs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Explosionsansicht, die das Joch des Ausführungsbeispiels der 1 erläutert,
3(a) eine Aufsicht des in 2 dargestellten Jochs,
3(b) eine Querschnittansicht entlang der Linie 3b-3b der 3(a),
4. ein Schema, das eine Klebstoffaufbringvorrichtung zeigt, die in einem ersten Schritt des Jochherstellungsverfahrens benutzt wird,
5 eine Perspektivansicht, die Magnete zeigt, auf die in dem ersten Schritt Klebstoff aufgebracht wurde,
6 eine Perspektivansicht, die eine für das Befestigen der Magnete an dem Jochgehäuse benutzte Montagevorrichtung zeigt,
7 eine die Montagevorrichtung der 6 zeigende Seitenansicht,
8 eine Querschnittseitenansicht, die die Montagevorrichtung der 6 zeigt,
9 eine Querschnittfrontansicht, die die Montagevorrichtung der 6 zeigt,
10 eine schematische Ansicht, die den Aktuator der in 6 dargestellten Montagevorrichtung zeigt,
11 eine Querschnittansicht, die die in 6 dargestellte Montagevorrichtung zeigt, wenn an dieser Magnete angeordnet sind,
12 eine Querschnittansicht entlang der Linie 12-12 in 11,
13 eine Querschnittansicht, die die in 6 dargestellte Montagevorrichtung zeigt, wenn Magnete und ein Jochgehäuse an dieser angeordnet sind,
14 eine Querschnittansicht entlang der Linie 14-14 in 13,
15 eine Querschnittansicht, die die Montagevorrichtung in einem vierten Schritt zeigt,
16 eine Querschnittansicht entlang der Linie 16-16 in 15,
17(a) eine Frontansicht, die einen Magneten zeigt, auf den Klebstoff aufgebracht ist,
17(b) bis 17(d) Diagramme, die Zustände des Klebstoffs in den Haftbereichen eines Jochgehäuses und eines Magneten zeigen,
18 ein Graph, der das Verhältnis zwischen der aufgebrachten Klebstoffmenge und dem Bereich, in dem der Klebstoff verteilt wird, zeigt,
19 eine Querschnittansicht, die die Montagevorrichtung in einem sechsten Schritt zeigt,
20 eine Querschnittansicht entlang der Linie 20-20 in 19,
21(a) eine Frontansicht, die einen Magneten zeigt, auf den Klebstoff in einem Verfahren entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebracht ist,
21(b) eine Querschnittfrontansicht, die ein Jochgehäuse zeigt, auf das Klebstoff in einem Verfahren entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Verbindung aufgebracht ist,
21(c) eine Querschnittaufsicht des Jochgehäuses, des in 21(b) dargestellten Jochgehäuses,
22 ein Diagramm, das eine Klebstoffaufbringvorrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
23 eine Perspektivexplosionsansicht, die ein Verfahren zur Herstellung eines Jochs nach dem Stand der Technik erläutert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 20 beschrieben.
Eine rotierende elektrische Maschine, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Gleichstrommotor ist, hat ein Joch 10. Zunächst wird das Joch 10 beschrieben. Wie in 2 bis 3(b) dargestellt, umfasst das Joch 10 ein Jochelement und ein Magnetpaar (Feldmagneten) 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Jochelement ein Jochgehäuses 11.
Das Jochgehäuse 11 dient auch als Gehäuse des Gleichstrommotors. Das Jochgehäuse 11 ist als Becher ausgeformt und hat einen Bodenabschnitt 13, zwei gegenüberstehende flache Abschnitte 14 die sich von dem Rand des Bodenabschnitts 13 erstrecken, und zwei gegenüberliegende gebogene Abschnitte 15, die sich ebenso von dem Rand des Bodenabschnitts 13 erstrecken. Die flachen Abschnitte 14 und die gebogenen Abschnitte 15 liegen jeweils nebeneinander. Ein Vorsprungs 16, der in das Innere des Jochgehäuses 11 vorragt, ist an der Grenze zwischen dem Bodenabschnitt 13 und jedem gebogenen Abschnitte 15 ausgebildet. Jeder Vorsprung 16 ist in der Mitte des Umfangs des entsprechenden gebogenen Abschnitts 15 angeordnet. Mit anderen Worten, zurückgesetzte Abschnitte sind an den Seiten jedes Vorsprungs 16 an der Grenze zwischen dem Bodenabschnitt 13 und dem entsprechenden gebogenen Abschnitt 15 (siehe 14) ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der zurückgesetzte Abschnitt eine Ausnehmung 17. Der Raum zwischen den gebogenen Abschnitten 15 ist an der Öffnung des Jochgehäuses 11 aufgeweitet. Speziell ist ein aufgeweiteter Abschnitt 15a an einem Teil jedes gebogenen Abschnitts 15 ausgebildet, der die Öffnung des Jochgehäuses 11 bildet.
Jeder Magnet 12 ist an der Innenfläche des entsprechenden gebogenen Abschnitts 15 befestigt. Die Magnete 12 haben einen im wesentlichen gebogenen Querschnitt. Der Kurvenradius der Außenfläche 12a jedes Magnets 12 ist gleich dem Kurvenradius der Innenfläche des jeweiligen gebogenen Abschnitts 15. Die Umfangsmitte eines axialen Endes (oberes Ende betrachtet in 3(b)) jedes Magnets 12 kontaktiert den entsprechenden Vorsprung 16 (siehe 3(b)).
Anders als das Joch, umfasst der Gleichstrommotore einen Anker, einen Kommutator und einen Bürstenmechanismus (von denen keiner dargestellt ist). Der Anker umfasst eine Welle und eine Erregerspule.
Als Nächstes wird eine Montagevorrichtung 20 beschrieben, die für das Befestigen der Magneten an dem Jochgehäuse 11 verwendet wird. Das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 werden an der Montagevorrichtung 20 angeordnet. Wie in 6 bis 9 dargestellt, weist die Montagevorrichtung 20 eine Basis 21 und ein Paar von den beweglichen Elementen 22 auf. In der Basis 21 sind eine vertikale Durchgangsbohrung 23 und zwei horizontale Öffnungen 24, die mit der vertikalen Durchgangsbohrung 23 verbunden sind, ausgebildet. Die horizontalen Öffnungen 24 sind koaxial. Die beweglichen Elemente 22 erstrecken sich von der vertikalen Durchgangsbohrung 23 nach oben. Der untere Abschnitt jedes beweglichen Elements 22 ist in die vertikale Durchgangsbohrung 23 eingepasst. Ebenso ist das untere Ende jedes beweglichen Elements 22 horizontal gebogen und in die entsprechende horizontale Öffnung 24 eingepasst. Zwei Rollen 25 sind in der vertikalen Durchgangsbohrung 23 angeordnet.
Die Rollen 25 erstrecken sich senkrecht zu einer Richtung, entlang der sich die horizontalen Öffnungen erstrecken. Jede Rolle 25 ist mit einem der sich bewegenden Elemente 22 verbunden. Jedes sich bewegenden Elemente 22 bewegt sich horizontal entlang der entsprechenden horizontalen Öffnung 24, wie sich die entsprechende Rolle 25 bewegt. Das heißt, wenn die Rollen 25 sich einander nähern, nähern sich die sich bewegenden Elemente 22 einander. Wenn die Rollen 25 sich voneinander weg begegnen, bewegen sich die sich bewegenden Elemente 22 voneinander weg. Ein Spannelement, das bei diesem Ausführungsbeispiel eine Druckfeder 26 ist, ist in jede horizontale Öffnung 24 eingesetzt. Jede Druckfeder 26 presst das entsprechende sich bewegenden Elemente 22 von dem anderen sich bewegenden Elemente 22 weg. Ein Paar von Anschlägen 27, die dem Rand der vertikalen Durchgangsbohrung 23 entsprechen, erstreckt sich von Teilen der oberen Fläche der Basis 21 nach oben. Die Anschläge 27 sind in einer Richtung angeordnet, entlang der sich die horizontalen Öffnungen 24 erstrecken. Wenn das Jochgehäuses 11 auf der Montagevorrichtung 20 aufgesetzt wird, sind die Anschläge 27 in die ausgeweiteten Abschnitte 15a des Jochgehäuses 11 eingesetzt.
Ein Aufnahmeelement 28 ist in einem Teil jedes sich bewegende Element 22 ausgebildet, das sich von der Basis 21 nach oben erstreckt. Die Magnete 12 werden jeweils auf eines der Aufnahmeelement 28 gesetzt. Die Aufnahmeelement 28 sind in einer Richtung angeordnet, entlang der sich die horizontalen Öffnungen 24 erstrecken. Wenn die Magnete 12 auf die Aufnahmeelement 28 gesetzt sind, sind die Außenflächen 12a der Magnete 12 in voneinander abgewandte Richtungen orientiert. Ein Teil jedes Aufnahmeelements 28, der zu der Innenfläche des entsprechenden Magneten 12 orientiert ist, ist gebogenen ausgebildet. Der Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts des jeweiligen Aufnahmeelements 28 ist im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der Innenfläche des entsprechenden Magneten 12. Jedes Aufnahmeelement 28 hat Halteelemente. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Halteelemente vier Einraststücke 29, ein Anschlagselement 30 und ein Klammerpaar 31. Die Einraststücke 29 rasten in die Seiten der auf die Aufnahmeelement 28 gesetzten Magnete 12 ein, um zu verhindern, dass sich die Magnete 12 in Umfangsrichtung bewegen. Die Anschlagselemente 30 liegen an dem Unterende des Magnets 12 an, um zu verhindern, dass sich der Magnet 12 nach unten bewegt. Die Klammern 31 umgreifen das Umfangsende der Oberkante des Magnets 12, um zu verhindern, dass sich der Magnet 12 nach oben bewegt. Die Klammern 31 werden zwischen Greifstellungen, in denen die Klammern 31 das Umfangsende der Oberkante des Magnets 12 des auf die Aufnahmeelemente 28 gesetzten Magnets 12 umgreifen, und Freigabestellungen, in denen die Klammern 31 den Magnet 12 nicht umgreifend, bewegt. Die Freigabepositionen liegen oberhalb der Umfassungspositionen. Das Klammerpaar wird durch eine Spannfeder 32 nach unten gepresst. Ein Knopf 33 ist an der Oberkante jedes sich bewegende Element 22 angeordnet. Wenn einer der Knöpfe 33 angehoben wird, wird das entsprechende Klammerpaar 31 nach oben bewegt.
Die Montagevorrichtung 20 umfasst weiter einen Aktuator 40 für das Bewegen der sich bewegenden Elemente 22 (siehe 10). Der Aktuator 40 umfasst ein Funktionselement 41, eine Stange 42, einen Servomotor 43 und eine Steuerung 44. Das Funktionselemente 41 hat zwei aufeinander zulaufende Funktionsflächen 41a, die zueinander orientiert sind. Das Funktionselement 41 ist mit dem Servomotor 43 über die Stange 42 verbunden. Der Servomotor 43 treibt das Funktionselemente 41 so an, dass sich das Funktionselement 41 zwischen einer höchsten Positionen und einer niedrigsten Positionen bewegt. Die Steuerung 44 steuert die Bewegung des Funktionselements 41 mit dem Servomotor 43. Wenn sich das Funktionselement 41 bewegt, legen sich die Funktionsflächen 41a an die Rollen 25 an und lösen sich von diesen.
Wenn das Funktionselement 41 in die niedrigste Position bewegt wird, die durch unterbrochene Linien in 9 dargestellt ist, berühren die Funktionsflächen 41a die Rollen 25 nicht. Daher werden die sich bewegenden Elemente 22 durch die Druckfedern 26 belastet und sind voneinander durch den weitesten Abstand getrennt. Wenn das Funktionselement 41 in die in 11 dargestellte höchste Position bewegt wird, zwingen die Rollen 25 die Funktionsflächen 41a am nächsten zueinander zu stehen. Daher liegen die sich bewegenden Elemente 22 am nächsten zueinander. Wenn das Funktionselement 41 in eine in 15 dargestellte Zwischenposition bewegt wird, sind die Rollen 25 in Zwischenpositionen, die zwischen der weitesten Position und der engsten Position liegen. Daher befinden sich die sich bewegenden Elemente 22 in Zwischenpositionen, die zwischen der weitesten Position und der engsten Position liegen.
Die sich bewegenden Elemente 22, die Druckfedern 26 und der Aktuator 40 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel einen Annäherungsmechanismus. Der Annäherungsmechanismus bringt die durch die Aufnahmeelemente 28 gehaltenen Magnete 12 zum einander Annähern und voneinander Trennen.
Nun wird das Verfahren zur Herstellung des Jochs 10 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Verfahren zur Herstellung des Jochs 10 einen ersten bis sechsten Schritt S1 bis S6. Der erste bis sechste Schritt S1 bis S6 wird nun einer nach dem anderen beschrieben.
(Erster Schritt S1)
In dem ersten Schritt S1 wird, wie in 5 dargestellt, ein Tropfen Klebstoff G auf dem Zentrum der Außenfläche 12a jedes Magneten 12 platziert. Der Klebstoff wird auf die Magnete 12 auf einem Förderband 51 aufgebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Acrylharz-Zweikomponentenklebstoff benutzt, der bei Raumtemperatur aushärtet. Der Zweikomponentenklebstoff hat eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente, die bei Verwendung gemischt werden.
Wenn der Klebstoff aufgebracht wird, wird eine Klebstoffaufbringvorrichtungen 52 benutzt, die in 4 dargestellt ist. Die Klebstoffaufbringvorrichtung 52 umfasst einen Servomotor 53, einen Hauptkomponentenbehälter 54, einen Abbindekomponentenbehälter 55, eine Hauptkomponentenpumpe 56 eine Abbindekomponentenpumpe 57, eine Mischdüse 58, Verschlussventile 59a, 59b, Drucksensoren 60a, 60b, Blasensensoren 61a, 61b und eine Steuerung 62. Der Servomotor 53 betätigt die Hauptkomponentenpumpe 56 und die Abbindekomponentenpumpe 57. Die Hauptkomponentenpumpe 56 bringt in dem Hauptkomponentenbehälter 54 bevorratete Hauptkomponente zu der Mischdüse 58. Die Abbindekomponentenpumpe 57 bringt in dem Abbindekomponentenbehälter 55 bevorrateten Abbindekomponente zu der Mischdüse 58. Die Mischdüse 58 vermischt die Hauptkomponente und die Abbindekomponente, die von dem Hauptkomponentenbehälter 54 und dem Abbindekomponentenbehälter 55 zugeführt werden, und spritzt den Klebstoff, der die Mischung aus Hauptkomponente und Abbindekomponente ist. Die Verschlussventile 59a, 59b beenden das Spritzen aus der Mischdüse 58 so rasch, dass der Klebstoff auf die Magnete 12 in Tropfen aufgebracht wird. Der Drucksensor 60a erfasst den Druck der von der Hauptkomponentenpumpe 56 zugeführten Hauptkomponente. Der Drucksensor 60b erfasst den Druck der aus der Abbindekomponentenpumpe 57 zugeführten Abbindekomponente. Die Blasensensoren 61a erfassen, ob die von der Hauptkomponentenpumpe 56 zugeführte Hauptkomponente Blasen enthält. Der Blasensensor 61b erfasst, ob die von der Abbindekomponentenpumpe 57 zugeführte Abbindekomponente Blasen enthält. Die Steuerung 62 steuert die Hauptkomponentenpumpe 56 und die Abbindekomponentenpumpe 57 über den Servomotor 53 und steuert das Öffnen der Verschlussventile 59a, 59b. Insbesondere wenn die Drucksensoren 60a, 60b eine Abweichung erfassen, oder wenn die Blasensensoren 61a, 61b Blasen erfassen, gibt die Steuerung 62 Alarm und stoppt die Hauptkomponentenpumpe 56 und die Abbindekomponentenpumpe 57.
(zweiter Schritt S2)
In dem zweiten Schritte S2 werden die Magnete 12 durch das Förderband 51 in eine festgelegte Position verbracht und an der Montagevorrichtung 20 angeordnet. Speziell wird der Knopf 33 nach oben bewegt, um die Klammern 31 in die Freigabestellung zu verbringen. Dann wird ein Magnet 12 auf jedes Aufnahmeelement 28 gesetzt. Danach wird der Knopf 33 losgelassen, was die Klammern 31 dazu bringt, sich durch die Spannkraft der Spannfeder 32 in die alte Position zu bewegen. Diese Funktion der Knöpfe 33 wird durch eine automatische Vorrichtung (nicht dargestellt) bewirkt und die Magnete 12 werden durch einen Magneteinsetzlader (nicht dargestellt) angebracht.
(dritter Schritt S3)
In dem dritten Schritt S3 wird das Jochgehäuses 11 an der Montagevorrichtung 20 angeordnet, auf der die Magnete 12 angeordnet sind. Vor Anbringen des Jochgehäuses 11 werden die sich bewegenden Elemente 22 durch den Aktuator 40 am nächsten zueinander verbracht, wie in 11 und 12 dargestellt. Danach wird, wie in 13 und 14 dargestellt, das Jochgehäuse 11 über der Montagevorrichtung 20 platziert, um die Teile des sich bewegenden Elements, die nach oben aus der Basis 21 hervorstehen, zu bedecken, und die ausgeweiteten Abschnitte 15a werden über die Anschläge 27 gesetzt. Das Jochgehäuse 11 wird auf der Montagevorrichtung 20 durch einen Jochsetzlader (nicht dargestellt) platziert.
(vierter Schritt S4)
In dem vierten Schritt S4 wird der auf die Außenfläche 12a jedes Magneten 12 aufgebrachte Klebstoff auf die gesamten Haftbereiche des Jochgehäuses 11 und des Magneten 12 verteilt. Die sich bewegenden Elemente 22 werden durch den Aktuator 40 bewegt, bis die Außenfläche 12a der Magnete 12 die Innenflächen des Jochgehäuses wie in 15 und 16 dargestellt berühren. Die Position der Funktionselemente 41 des Aktuators 40 entspricht einer mittleren Position, die zwischen der höchsten und der weitesten Position ist. Dementsprechend wird der Klebstoff G in einem Tropfen auf der Außenfläche 12a jedes Magneten 12 (siehe 17(a)) breit in den Haftbereichen des Jochgehäuses 11 und des Magneten 12 verteilt, wie in 17(b) dargestellt. Als Nächstes wird, wie in 15 dargestellt, das Jochgehäuse 11 vertikal durch eine automatische Verschiebevorrichtung 65 so hin- und herbewegt, dass die Haftbereiche des Jochgehäuses 11 und der Magnete 12 aufeinander gleiten. Wenn das Jochgehäuse 11 aufwärts bewegt wird, wird der Klebstoff G zu den Seiten des unteren Abschnitts der Haftbereiche des Jochgehäuses 11 und des Magneten 12 verteilt, wie in 17(c) dargestellt. Wenn das Jochgehäuse 11 nach unten bewegt wird, wird der Klebstoff zu den Seiten des oberen Abschnitts der Haftbereiche des Jochgehäuses 11 und der Magnete 12 verteilt, wie in 17(d) dargestellt. Wenn das Jochgehäuse 11 nach unten bewegt wird, wird die Umfangsmitte des oberen Endes jedes Magneten 12 dazu gebracht, den entsprechenden Vorsprung 16 zu treffen. Entsprechend wird die vertikale Position des Magnets 12 festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt ziehen die äußeren Enden der Klammern 31 die zurückgesetzten Abschnitte 17 auf den Seiten der Vorsprünge 16 zurück (siehe 16). Schließlich wird das Funktionselement 41 des Aktuators 40 in die niedrigste Position bewegt, so dass die Außenfläche 12a jedes Magneten 12 gegen die Innenfläche des Jochgehäuses 11 durch die entsprechende Druckfeder 26 gepresst wird.
Der Graph der 18 zeigt die Ergebnisse eines Experiments. Speziell zeigt der Graph das Verhältnis zwischen der auf die Magneten 12 aufgebrachten Klebstoffmenge und dem Verteilungsbereich des Klebstoffs in Fällen, in denen das Jochgehäuses 11 vertikal hin- und herbewegt wurde und in Fällen, in denen das Jochgehäuses 11 nicht vertikal hin- und herbewegt wurde. Wie aus dem Graphen offensichtlich ist, verteilt, sogar wenn die aufgebrachte Klebstoffmenge klein ist, das Hin- und Herbewegen des Jochgehäuses 11 den Klebstoff in einem weiten Bereich in dem Haftbereich zwischen dem Jochgehäuse 11 und dem Magneten 12.
(fünfter Schritt S5)
In dem fünften Schritt S5 wird der Klebstoff bei Raumtemperatur ausgehärtet. Der fünfte Schritt S5 wird durchgeführt, während die Montagevorrichtungen von einem Ort, an dem der vierte Schritt S4 durchgeführt wurde, zu einem Ort transportiert wir, an dem der sechste Schritt durchgeführt werden wird. Während des fünften Schritts S5 sind die Magnete 12 an der Innenfläche des Jochgehäuses 11 fixiert und man erhält das Joch 10.
(sechster Schritt S6)
In dem sechsten Schritt S6, wird das in dem fünften Schritt S5 erhaltene Joch 10 aus der Montagevorrichtung 20 entfernt. Vor dem Entfernen des Jochs 10, werden die sich bewegenden Elemente 22 durch den Aktuator 40 ganz zueinander bewegt, wie in 19 und 20 dargestellt. Da die Kraft, mit der die Aufnahmeelemente 28 die Magnete 12 halten, erheblich kleiner ist als die Klebekraft zwischen der Innenfläche des Jochgehäuses 11 und den Magneten 12, trennen sich die Aufnahmeelemente 28 automatisch von den Magneten, wenn sich die sich bewegenden Elemente 22 näher aufeinander zu bewegen. Das Joch 10 wird von der Montagevorrichtung 20 durch eine automatische Vorrichtung (nicht dargestellt) entfernt. Wie in 1 dargestellt, liegt der Ort, an dem der sechste Schritt S6 durchgeführt wird, benachbarte zu dem Ort, an dem der zweite Schritt S2 durchgeführt wird. Nachdem es aus der Montagevorrichtung 20 entfernt wurde, wird das Joch 10 zu den nachfolgenden Schritten verbracht. Die Montagevorrichtung 20 wird im Kreislauf zurückgeführt zum Ort des zweiten Schritts.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat die folgenden Vorteile.
Die Haftbereiche des Jochgehäuses 11 und der Magnete 12 werden dazu gebracht, aufeinander zu gleiten, so dass der Klebstoff über den gesamten Haftbereiche verteilt wird. Daher werden, sogar wenn die Klebstoffmenge relativ klein ist, die Magnete 12 zuverlässig an dem Jochgehäuse 11 befestigt. Wenn die Klebstoffmenge verringert wird, wird die für das Aufbringen erforderliche Zeit verkürzt. Daher wird ein schlechtes Kleben der Magnete 12 an dem Jochgehäuse auf Grund unerwünschten Aushärtens des Klebstoffs während des Aufbringens des Klebstoffs verhindert. Ebenso werden die Materialkosten verringert.
Das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 werden dazu gebracht, aufeinander zu gleiten indem das Jochgehäuse 11 vertikal hin- und herbewegt wird. Mit anderen Worten, beide der zwei Sätze an Haftbereichen des Jochgehäuses 11 und der Magnete 12 werden dazu gebracht, zur selben Zeit aufeinander zu gleiten. Die Haftbereiche jedes Magnets 12 und des Jochgehäuses 11 müssen nicht nacheinander zu einem Aufeinandergleiten gebracht werden.
Bevor sie auf die Magnete 12 aufgebrachten werden, werden die Hauptkomponente und die Abbindekomponente des Klebers gemischt. Dies erleichtert eine einheitliche Mischung der Hauptkomponente und der Abbindekomponente.
Wenn sie auf die entsprechenden Aufnahmeelemente 28 gesetzt sind, rastet jeder Magnet 12 in die Einraststücke 29, die Anschlagselemente 30 und die Klammern 31 ein. Dadurch werden während der Herstellung des Jochs 10 die Magnete 12 davor bewahrt, sich von den Aufnahmeelementen 28 zu lösen oder aus diesen zu fallen.
Wenn das Jochgehäuse 11 auf die Montagevorrichtung 20 aufgesetzt wird, werden die sich bewegenden Elemente 22 dazu gebracht, zuvor ganz eng beieinander zu stehen. Wenn daher das Jochgehäuse 11 auf die Montagevorrichtung 20 gesetzt wird, wird verhindert, dass der Klebstoff auf jedem Magnet 12 aus den Haftbereichen auf dem Jochgehäuse 11 gedrückt wird.
Beim Aushärten des Klebstoffs werden die Magnete 12 gegen das Jochgehäuses 11 durch die Kraft der Druckfedern 26 gepresst. Dies bringt die Magnete 12 dazu, die Innenfläche des Jochgehäuses 11 zu berühren. Wenn die Magnete 12 an dem Jochgehäuses 11 mit Abstand dazwischen befestigt sind können die Magnete 12 die Drehung eines Rotors verhindern, wenn das Joch 10 bei einem Gleichstrommotor verwendet wird. Bei diesen Ausführungsbeispiel werden solche Probleme verhindert, da die Magnete 12 in einen engen Kontakt mit der Innenfläche des Jochgehäuses 11 gebracht werden.
Wenn das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 dazu gebracht werden, in den Haftbereichen aufeinander zu gleiten, werden die Funktionselemente 41 des Aktuators in die Zwischenpositionen zwischen der höchsten Position und der niedrigsten Position bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist, obwohl die Magnete 12 die Innenfläche des Jochgehäuses 11 berühren, die Kraft der Druckfedern 26, die die Magnete 12 gegen die Innenfläche des Jochgehäuses 11 pressen, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Funktionselemente 41 in die höchsten Position bewegt ist, gering. Daher wird das Jochgehäuse 11 leicht in vertikaler Richtung bewegt.
Die Klammern 31 umgreifenden die Umfangskanten der Oberkante jedes Magneten 12. Daher ziehen sich, wenn die Umfangsmitte der Oberkante jedes Magneten 12 den entsprechenden Vorsprung 16 trifft, die Klammern 31 in die zurück gesetzten Abschnitte 17 an den Seiten der Vorsprünge 16 zurück. Daher kommen die Klammern 31 nicht in Konflikt mit den Vorsprüngen 16 und die Umfangsmitte der Oberkante der Magnete 12 trifft zuverlässig die Vorsprünge 16. Dies ermöglicht es, die Magnete 12 zuverlässig in den festgelegten Positionen auf der Innenfläche des Jochgehäuses 11 zu befestigen.
Es sollte für den Durchschnittsfachmann deutlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen speziellen Formen ausgeführt werden kann, ohne von dem Schutzbereich der Ansprüche abzuweichen. Insbesondere sollte deutlich sein, dass die Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
Der Klebstoff zur Befestigung des Magnets 12 an dem Jochgehäuses 11 braucht keine Acrylharz zu sein. Beispielsweise kann der Klebstoff ein Epoxydharz-Zweikomponentenklebstoff sein, der bei Raumtemperatur abbindet. Alternativ kann ein Einkomponentenkleber der bei Raumtemperatur abbindet, verwendet werden. Weiter kann an Stelle eines bei Raumtemperatur abbindenden Klebstoffs ein thermisch abbindender Klebstoff benutzt werden.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Klebstoff auf die Magnete 12 aufgebracht. Wie jedoch in 21(b) und 21(c) dargestellt, kann der Klebstoff G ebenso auch auf das Jochgehäuse 11 aufgebracht werden. Alternativ kann der Klebstoff nur auf das Jochgehäuse 11 aufgebrachten werden.
Die Hauptkomponente und die Abbindekomponente können getrennt auf das Jochgehäuse 11 oder die Magnete 12 aufgebrachten werden. Wie beispielsweise in 21(a) gezeigt, können die Hauptkomponente 70 und die Abbindekomponente 71 an die Außenflächen 12a jedes Magnets 12 in Streifen aufgebracht werden. In diesem Fall werden die Hauptkomponente und die Abbindekomponente gemischt, indem das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 zum Aufeinandergleiten gebracht werden. Dieses Ausführungsbeispiel verhindert, dass der Kleber von da ab aushärtet, wenn der Kleber beim Anbringen der Magnete 12 an dem Jochgehäuse 11 aufgebracht wird. Da ebenso die Hauptkomponente und die Abbindekomponente nicht zuvor gemischt werden müssen, ist keine Mischdüse erforderlich. Daher kann eine Klebstoffaufbringvorrichtung mit einem einfachen Aufbau verwendet werden. Die 22 zeigt eine Klebstoffaufbringvorrichtung 80, die getrennt eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente spritzt. Die Klebstoffaufbringvorrichtung 80 der 22 umfasst einen Hauptkomponentenbehälter 81, einen Abbindekomponentenbehälter 82, eine Hauptkomponentendüse 83, die die von dem Hauptkomponentenbehälter 81 zugeführte Hauptkomponente spritzt, und eine Abbindekomponentendüse 84, die die von dem Abbindekomponentenbehälter 82 zugeführte Abbindekomponente spritzt.
Die automatische Gleitvorrichtung 85 kann in dem dritten Schritt S4 durch den Jochsetzlader ersetzt werden.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Aktuator 40 lediglich in dem dritten Schritt S3 und dem vierten Schritt S4 benutzt und ist bei den anderen Schritten nicht erforderlich. Wenn daher die Joche 10 aufeinanderfolgend mit einer Mehrzahl von Montagevorrichtungen 20 produziert werden, benötigen einige der Montagevorrichtungen 20 den Aktuator 40 nicht.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist ein Vorsprung 16 entsprechen zu jedem Magnet 12 ausgebildet. Jedoch können zwei oder mehr Vorsprünge 16 ausgebildet werden, entsprechend zu jedem Magnet 12.
Zwei Vorsprünge 16 und eine Klammer 31 können für jeden Magneten 12 vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Vorsprünge 16 so ausgebildet, dass sie den Umfangsenden des entsprechenden gebogenen Abschnitts 15 an der Grenze zwischen dem Bodenabschnitt 13 und dem gebogenen Abschnitt 15 entsprechend. Die Klammer 32 ist dazu vorgesehen, an der Umfangsmitte des oberen Endes des Magnets 12 anzugreifen, der auf die entsprechenden Aufnahmeelemente 28 gesetzt ist.
Das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 können zum Aufeinandergleiten durch Drehen des Jochgehäuses 11 gebracht werden. Alternativ können das Jochgehäuse 11 und die Magnete 12 zum Aufeinandergleiten durch Bewegen der Magnete 12 relativ zu dem Jochgehäuse 11 gebracht werden.
Die Vorsprünge 16 müssen nicht an der Grenze des Bodenabschnitts 13 und des gebogenen Abschnitts 15 ausgebildet sein. Jedoch können die Vorsprünge 16 an dem Bodenabschnitt 13 oder an dem gebogenen Abschnitt 15 ausgebildet sein. Alternativ können die Vorsprünge 16 an den flachen Abschnitten 14 ausgebildet sein. Die zurückgesetzten Abschnitte 17 brauchen nicht an der Grenze des Bodenabschnitts 13 und des gebogenen Abschnitts 15 ausgebildet sein. Jedoch können die zurückgesetzten Abschnitte 17 an dem Bodenabschnitt 13 oder an dem gebogenen Abschnitts 15 ausgebildet sein. Alternativ können die zurückgesetzten Abschnitte 17 an den flachen Abschnitten 14 ausgebildet sein.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungen als erläuternd anzusehen und nicht einschränkend und die Erfindung ist nicht auf die hierbei angegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche verändert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines in einer rotierenden elektrischen Maschine verwendeten Jochs (10), wobei das Joch (10) ein zylindrisches Jochelement (11) mit einem geschlossenen Ende und ein Magnetpaar (12) umfasst, die in dem Jochelement (11) angeordnet und an dem Jochelement (11) mit Klebstoff befestigt sind, mit den folgenden Schritten: – Aufbringen von Klebstoff auf zumindest einen Haftbereich des Jochelements (11), das an die Magnete (12) angeklebt werden soll, oder einen Haftbereich der Magnete, die an das Jochelement (11) angeklebt werden sollen, – Anbringen der Magnete (12) an einer Montagevorrichtung (20), – Bewegen der Magnete (12) in eine Position, in der die Magnete (12) eng beieinander sind, – Umhüllen der an der Montagevorrichtung (20) angebrachten Magnete (12j mit dem Jochelement (11), – Bewegen der Magnete (12) in einer radialen Richtung des Jochs (10) aus Positionen, in denen die Magnete (12) eng beieinander sind, in Zwischenpositionen, in denen die Magnete (12) voneinander beabstandet sind, wobei der Haftbereich eines jeden Magneten (12) den Haftbereich des Jochelements (11) kontaktiert, – Auf- und Abbewegen eines von dem Jochelement (11) und den Magneten (12) relativ zum anderen durch eine automatische Verschiebevorrichtung (65), so dass die Haftbereiche des Jochelements (11) und der Magnete (12) aufeinander gleiten; und – Bewegen der Magnete (12) in einer radialen Richtung des Jochs (10) aus den Positionen, in denen die Magnete (12) voneinander beabstandet sind, in Positionen, in denen die Magnete (12) nach dem Auf- und Abbewegen weiter voneinander entfernt beabstandet sind, so dass die Außenfläche jedes Magneten (12) gegen die Innenfläche des Jochelements (11) gepresst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente umfasst, die bei Benutzung vermischt werden, wobei die Hauptkomponente und die Abbindekomponente vor dem Aufbringen des Klebstoffs zumindest auf den Haftbereich des Jochelements (11) oder auf den Haftbereich des Magneten (12) vermischt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente umfasst, die bei Benutzung gemischt werden, wobei die Hauptkomponente und die Abbindekomponente, nachdem sie getrennt zumindest auf den Haftbereich des Jochelements (11) oder auf den Haftbereich des Magnets (12) aufgebracht wurden, miteinander in den Haftbereichen durch Bewegen eines von Jochelement (11) und Magneten (12) relativ zum anderen vermischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12) durch die Montagevorrichtung (20) so gehalten werden, dass die Magnete (12) einander zugewandt sind mit der Montagevorrichtung (20) dazwischen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend die Schritte: – Formen einer Mehrzahl an Vorsprüngen (16) und einer Mehrzahl an zurückgesetzten Abschnitten (17) in dem Jochelement (11), – Umhüllen der Magnete (12) mit dem Jochelement (11), während jeder Magnet (12) durch ein Haltelement (29, 30, 31) gehalten wird, und – Befestigen der Magnete (12) an dem Jochelement (11) mit Klebstoff, während jeder durch ein Haltelement (29, 30, 31) gehaltene Magnet (12) mit dem zugeordneten Vorsprung (16) in Kontakt gebracht wird, wobei, wenn der Magnet (12) den zugeordneten Vorsprung (16) kontaktiert, jedes Haltelement (29, 30, 31) in dem zugeordneten zurückgesetzten Abschnitt (17) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend die Schritte: – Formen einer Mehrzahl an Vorsprüngen (16) und einer Mehrzahl an zurückgesetzten Abschnitten (17) in dem Jochelement (11), – Anbringen der Magnete (12) an einer Montagevorrichtung (20), wobei die Montagevorrichtung (20) jeden Magneten (12) durch ein Haltelement (29, 30, 31) in axialer Richtung hält, – Pressen eines jeden durch das Haltelement (29, 30, 31) gehaltenen Magneten (12) gegen die Innenfläche des Jochelements (11) mit dem Klebstoff dazwischen, während der Klebstoff durch Hin- und Herbewegen des Jochelements (11) verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zurückgesetzten Abschnitte (17) auf beiden Seiten jedes Vorsprungs (16) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (16) auf beiden Seiten jedes zurückgesetzten Abschnitts (17) angeordnet sind.
Vorrichtung zur Herstellung eines in einer rotierenden elektrischen Maschine verwendeten Jochs (10), wobei das Joch (10) ein zylindrisches Jochelement (11) mit einem geschlossenen Ende und ein Magnetpaar (12) umfasst, die in dem Jochelement (11) angeordnet und an dem Jochelement (11) mit Klebstoff befestigt sind, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet wird durch: – eine Aufbringvorrichtung (52) zum Aufbringen von Klebstoff auf zumindest einen Haftbereich des Jochelements (11), das an den Magneten (12) angeklebt werden soll, oder einen Haftbereich der Magnete (12), die an das Jochelement (11) angeklebt werden sollen, – eine Montagevorrichtung (20) zum lösbaren Halten der Magnete (12), wobei die Montagevorrichtung (20) eine Heranfahrvorrichtung umfasst, die die von der Montagevorrichtung (20) gehaltenen Magnete (12) dazu bringt, sich anzunähern und sich voneinander zu entfernen, und – eine Verschiebevorrichtung (65), wobei die Verschiebevorrichtung (65) eines von Jochelement (11) und Magneten (12) relativ zum anderen vertikal hin- und herbewegt, so dass die Haftbereiche des Jochelements (11) und der Magnete (12) aufeinander gleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente umfasst, die bei Benutzung gemischt werden, und wobei die Aufbringvorrichtung (52) eine Mischdüse (58) umfasst, die die Hauptkomponente und die Abbindekomponente mischt und die Mischung einspritzt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Hauptkomponente und eine Abbindekomponente umfasst, die bei Benutzung gemischt werden, wobei Aufbringvorrichtung (80) eine Hauptkomponentendüse (83), die die Hauptkomponente einspritzt, und eine Abbindekomponontendüse (84), die die Abbindekomponente einspritzt, umfasst und wobei die Verschiebevorrichtung (65) eines von dem Jochelement (11) und den Magneten (12) relativ zum anderen bewegt, wodurch die Hauptkomponente und die Abbindekomponente zwischen dem Haftbereich des Jochelements (11) und dem Haftbereich des Magneten (12) gemischt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (20) ein Aufnahmeelement (28) zum lösbaren Halten der Magnete (12) so umfasst, dass die Haftbereiche der Magnete (12), die an das Jochelement (11) geklebt werden sollen, in voneinander abgewandte Richtungen orientiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung (20) weiterhin einen Anschlag (27) aufweist, wobei der Anschlag (27) das Jochelement (11) derart stützt, dass das Jochelement (11) die von den Aufnahmeelementen (28) gehaltenen Magnete (12) bedeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (28) eines von einem Paar von Aufnahmeelementen (28) ist, von denen jedes einen der Magnete (12) hält.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heranfahrvorrichtung eine Mehrzahl von Verfahrelementen (22) umfasst, von denen jedes eines der Aufnahmeelemente (28), ein Presselement (26), das die Verfahrelemente (22) auseinander drückt, und einen Aktuator (40) hat, wobei der Aktuator (40) die Verfahrelemente (22) dazu bringt, sich einander gegen die Spannung des Presselements (26) anzunähern.