DE69812494T2

DE69812494T2 - Verfahren zum befestigen von Dauermagneten einer rotierenden elektrischen Maschine

Info

Publication number: DE69812494T2
Application number: DE69812494T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hiruma; Katsutoshi Itou; Shuji Uehara
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1997-07-22
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: US6199265B1; CN1201466C; ID20614A; EP0893873A1; CN1206236A; EP0893873B1; JP3809978B2; DE69812494D1; JPH1141842A; TW370734B

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine in einer Position. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum starren Befestigen von Magneten an dem Joch eines Stators eines (nachstehend als Motor bezeichneten) elektrischen Motors oder demjenigen eines Rotors eines Magnetgenerators (Schwungrad-Magnetgenerator), wobei das Verfahren eine Vielzahl von Anwendungen auf dem Gebiet der Herstellung von Motoren für die elektrische Ausrüstung von Kraftfahrzeugen haben kann.

2. Kommentierung des Standes der Technik

Elektromotoren mit einer Vielzahl ringförmig und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche eines hohlen zylindrischen Joches entlang angeordneter sowie mittels einer an den Innenumfangsflächen der Magnete pressgepassten hohlen zylindrischen Magnetabdeckung starr in einer Position gehaltener Magnete werden vielfach in der elektrischen Ausrüstung von Kraftfahrzeugen verwendet.
Als ein herkömmliches Verfahren zum Befestigen von Magneten, wie dem vorstehend beschriebenen, ist das Verfahren zum Einbau von Magnetabdeckungen für einen Permanentmagnet-Motor gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-59661 zu nennen. Bei dem veröffentlichten Verfahren zum Anordnen einer Magnetabdeckung vom Einbautyp wird ein hohles zylindrisches Joch mit Öffnungen an gegenüberliegenden Enden auf ausgeklügelte Weise verwendet. Insbesondere sind Magnete ringförmig und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche des Joches entlang angeordnet und von einer in eine der Öffnungen des Joches eingeführten Ausrichtvorrichtung für Magnete gehalten, wobei eine Magnetabdeckung durch die andere Öffnung des Joches eingeführt und an die Innenumfangsflächen der Gruppe von Magneten pressgepasst wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann jedoch, wenn ein Joch mit einem eine Abschlusswand aufweisenden Ende verwendet wird, die Vorrichtung oder die Magnetabdeckung nicht von der die Abschlusswand des Joches aufweisenden Seite her eingeführt werden, wodurch eine Anordnung der Magnetabdeckung innerhalb des Joches nicht möglich ist.
Dieses Problem kann überwunden werden, indem die Abschlusswand des Joches mit einer Öffnung versehen wird, durch die die Vorrichtung eingeführt werden kann, um die Magnete auszurichten und zu halten. In diesem Fall muss jedoch der Stator des Motors mit einer Dichtungsvorrichtung versehen sein, um die für ein Einführen der Vorrichtung zum Ausrichten der Magnete verwendete Öffnung hermetisch abzudichten. Andernfalls ist der Motor nicht wasserdicht.
Die Druckschrift FR 2 707 813 A offenbart ein Verfahren zum Zusammenbau eines Außenrotors, bei dem bogenförmige Permanentmagnete um den Innenumfang eines tassenförmigen Gehäuses herum angeordnet und mittels einer hohlen zylindrischen Magnetabdeckung in ihrer Position gehalten werden. Zum Zusammenbau des Motors werden die Magnete in einer Position innerhalb des tassenförmigen Gehäuses angeordnet, wobei letzteres auf dem unteren Werkzeug eines Pressengestells platziert wird. Die Magnetabdeckung wird an dem oberen Werkzeug des Pressengestells befestigt und sodann in dem von den Innenumfängen der bogenförmigen Magnete gebildeten zylindrischen Raum nach unten gedrückt.
Die US 5 095 611 A offenbart ein Verfahren zum Zusammenbau eines Stators mit einem Paar um den Innenumfang eines tassenförmigen Gehäuses herum angeordneter bogenförmiger Permanentmagnete, bei dem die Magnete mittels zwischen ihnen eingeführter sich axial erstreckender Federclips gehalten werden. Während des Zusammenbauvorganges werden die Magnete und Federclips in ihren gewünschten relativen Endpositionen auf geeigneten Positioniermitteln an einem unteren Werkzeug angeordnet, und das tassenförmige Gehäuse wird über ihnen nach unten gedrückt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum starren Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine in einer Position bereitzustellen, bei dem die Magnete an einem ein geschlossenes Ende aufweisenden hohlen zylindrischen Joch starr befestigt werden können, ohne dass eine Öffnung in der Abschlusswand des Joches ausgebildet sein müsste.
Erfindungsgemäß wird vorstehende Aufgabe durch ein Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine gelöst, bei dem eine Vielzahl von Magneten ringförmig und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche eines hohlen zylindrischen Joches mit einem geschlossenen Ende angeordnet und starr mit einer hohlen zylindrischen Magnetabdeckung befestigt sind, die an die Innenumfangsfläche der Magnete pressgepasst ist, wobei das Verfahren sich durch folgende Schritte auszeichnet:
Vorübergehendes Halten der Magnetabdeckung mittels eines unteren Werkzeuges eines Pressengestells, das ein oberes und ein unteres Werkzeug aufweist, die aneinander geschlossen werden, und Anordnen der Vielzahl von Magneten in Umfangsrichtung am Außenumfang der Magnetabdeckung entlang; und
Befestigen des Joches an dem oberen Werkzeug des Pressengestells, Anordnen des Joches koaxial in Bezug auf die Magnetabdeckung, wobei die Öffnungsseite des Joches zu der Magnetabdeckung hin gerichtet ist, Schließen des oberen Werkzeuges und des unteren Werkzeuges aneinander und anschließendes Presspassen der Magnete und der Magnetabdeckung in das Joch, während die Außenumfangsflächen der Magnete von der Innenumfangsfläche des Joches gedrückt werden.
Des Weiteren können die Magnete, die am Außenumfang der Magnetabdeckung entlang angeordnet sind, von einem Paar von Fallverhinderungsvorrichtungen für die Magnete gehalten werden, bis die Magnete teilweise in das Joch eingeführt sind.
Darüber hinaus können die Fallverhinderungsvorrichtungen in Bezug auf das obere und das untere Werkzeug radial beweglich angeordnet sein, und die Magnete, die am Außenumfang der Magnetabdeckung entlang angeordnet sind, können durch die Fallverhinderungsvorrichtungen radial von außen gedrückt werden.
Zudem kann die Magnetabdeckung von einem Magnetabdeckungs-Halteelement gehalten werden, das vertikal beweglich an dem unteren Werkzeug angebracht ist.
Des weiteren kann das Abdeckungs-Halteelement auch als Fallverhinderungsvorrichtung zum Halten der Magnete wirkt, und die Magnete können durch das Magnetabdeckungs-Halteelement axial von außen gedrückt werden.
Erfindungsgemäß kann das untere Werkzeug mit einem elastischen Element versehen sein, das an der Innenseite des oberen Endes der Magnetabdeckung anliegt, wenn die Magnetabdeckung vorübergehend von dem unteren Werkzeug gehalten wird, wobei das elastische Element durch Schließen des oberen und des unteren Werkzeuges aneinander zusammengedrückt und radial nach außen gewölbt wird, sodass die Magnetabdeckung verformt und gewölbt wird und zu einem ringförmigen gewölbten Abschnitt zur axialen Ausrichtung wird.
Darüber hinaus kann ein radial nach außen vorstehender äußerer Bund an einem Ende der Magnetabdeckung ausgebildet und mit so vielen kleinen Löchern versehen sein, wie Magnete vorhanden sind, wobei die kleinen Löcher in gleichmäßigen Abständen, die den Abständen zwischen den Magneten entsprechen, angeordnet sind, und das untere Werkzeug mit Ausrichtvorsprüngen versehen sein, die jeweils von den kleinen Löchern aufgenommen werden, um die Magnete in Umfangsrichtung auszurichten, wenn das obere und das untere Werkzeug aneinander geschlossen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, wenn die Magnete mittels der Magnetabdeckung befestigt werden, die Magnete und die Magnetabdeckung in dem Joch positioniert, und das die Reaktionskraft des Joches aufnehmende untere Werkzeug wird durch die Öffnung in dem Joch in dieses eingeführt, während das Joch mittels des oberen Werkzeuges gedrückt wird. Daher muss das Joch nicht mit in die Abschlusswand eingebrachten Durchgangslöchern versehen werden. Mithin besteht bei dem Motor keine Notwendigkeit, die Durchgangslöcher zu verschließen, was ansonsten erforderlich wäre, um den Stator nach dem Zusammenbau des Motors hermetisch abzudichten, wodurch die Gesamtherstellungskosten des Motors verringert werden können.
Die vorstehend beschriebenen und weitere Aufgaben sowie neue Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine in Einzelteile aufgelöste und einige Weglassungen aufweisende perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befestigen von Magneten eines Motors in einer Position.
Fig. 2(a) ist eine den Schritt des Zusammenbaus der Magnete und der Magnetabdeckung zeigende schematische Skizzenansicht.
Fig. 2(b) ist eine Fig. 2(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 3(a) ist eine den Schritt des Zusammenbaus des Joches zeigende schematische Skizzenansicht.
Fig. 3(b) ist eine Fig. 3(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 4(a) ist eine einen Anfangszustand des Presspassvorganges zeigende teilweise freigeschnittene schematische Skizzenansicht.
Fig. 4(b) ist eine Fig. 4(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 5(a) ist eine einen Endzustand des Presspassvorganges zeigende teilweise freigeschnittene schematische Skizzenansicht.
Fig. 5(b) ist eine Fig. 5(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 6(a) ist eine das starr befestigte Joch zeigende Schnittansicht von vorne.
Fig. 6(b) ist eine Fig. 6(a) entsprechende teilweise freigeschnittene Ansicht von unten.
Fig. 7(a) ist eine den Schritt des Zusammenbaus der Magnete und der Magnetabdeckung eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung zeigende schematische Skizzenansicht.
Fig. 7(b) ist eine Fig. 7(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 8(a) ist eine den Schritt des Zusammenbaus des Joches zeigende teilweise freigeschnittene schematische Skizzenansicht.
Fig. 8(b) ist eine Fig. 8(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.
Fig. 9(a) ist eine einen Endzustand des Presspassvorganges zeigende teilweise freigeschnittene schematische Skizzenansicht.
Fig. 9(b) ist eine Fig. 9(a) entsprechende schematische Schnittansicht von vorne.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Fig. 1 ist eine in Einzelteile aufgelöste teilweise freigeschnittene perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Befestigen von Magneten eines Motors in einer Position. Fig. 2(a) bis 5(b) zeigen jeweils einen Schritt des Befestigens des Magnetes des Motors. Fig. 6(a) und 6(b) zeigen einen Stator, an dem die Magnete starr befestigt sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine ein Verfahren zum Befestigen von Magneten eines Motors unter Verwendung eines an einem Ende geschlossenen hohlen zylindrischen Joches gezeigt. Der Stator 10 des Motors ist integral mit einem mittels der Kunststoffverarbeitungstechnik des Tiefziehens hergestellten und ein geschlossenes Ende aufweisenden hohlen zylindrischen Joch ausgebildet. Die Abschlusswand 12 des Joches 11 weist einen ein Lager aufweisenden Abschnitt 13 auf, der sich als integraler Bestandteil derselben davon weg erstreckt, und ebenfalls mittels der Kunststoffverarbeitungstechnik des Tiefziehens integral ausgebildet wird. Das Joch 11 ist an dem Außenumfang seines offenen Endes 14 integral mit einem sich radial nach außen erstreckenden Flansch 15 versehen, der im wesentlichen rautenförmig ist. Der Flansch 15 weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 16 für die Aufnahme von Schrauben zum starren Befestigen eines Endarmes in einer Position auf. Der Flansch 15 weist zudem eine Vielzahl von Ausrichtlöchern 17 auf, die in vorbestimmten Positionen angeordnet sind.
Insgesamt vier Magnete 18 sind in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche des Joches 11 angeordnet, um die Feldpole des Motors zu bilden. Jeder der Magnete ist von sechsflächiger Form und weist einen bogenförmigen Querschnitt auf. Werden die vier Magnete 18 an die Innenumfangsfläche des Joches 11 pressgepasst, bilden die Außenumfangsflächen der Magnete 18 einen äußeren Durchmesser D&sub1;&sub9;, der im wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser des Joches 11 ist. Man beachte, dass, bevor die Magnete 18 an das Joch 11 pressgepasst werden, der äußere Durchmesser D&sub1;&sub9; geringfügig größer als der innere Durchmesser des Joches 11 ist. In ähnlicher Weise ist der von den Innenumfangsflächen 20 der Magnete 18 gebildete innere Durchmesser D&sub2;&sub0; vor dem Zusammenbau geringfügig kleiner als der äußere Durchmesser des Grundkörpers einer Magnetabdeckung, die nachstehend beschrieben wird.
Die Magnetabdeckung 21 ist aus sehr dünnem Blech, typischerweise aus rostfreiem Stahl, gefertigt und weist ein hohles zylindrisches Profil auf. An gegenüberliegenden Enden ist sie jeweils integral mit mittels einer Kunststoffverarbeitungstechnik angebrachten Bünden 23, 24 versehen. Genauer gesagt, weist der hohle zylindrische Grundkörper 22 der Magnetabdeckung 21 an seinem einen Ende einen koaxialen ringförmigen inneren Bund 23 auf, der lotrecht radial nach innen von dem Grundkörper 22 vorspringt. Zudem weist der Grundkörper 22 an seinem anderen Ende einen koaxialen ringförmigen äußeren Bund 24 auf, der sich lotrecht radial nach außen von dem Grundkörper 22 weg erstreckt. Der äußere Bund 24 weist eine Breite auf, die geringfügig kleiner als die Dicke der Magnete 18 vor deren Einbau ist. Der äußere Bund 24 ist in Umfangsrichtung ringförmig mit in gleichmäßigen Abständen angeordneten kleinen Löchern 25 versehen, deren Anzahl derjenigen der Magnete 18 entspricht. Die kleinen Löcher 25 weisen - in Umfangsrichtung betrachtet - eine Breite auf, die geringfügig größer als der Spalt ist, der zwei nebeneinander angeordnete Magnete 18, 18 jeweils trennt. Ein flacher zylindri scher Stabilität verleihender Abschnitt 26 ist an einer Kante des Außenumfanges des äußeren Bundes 24 entlang ausgebildet, erstreckt sich axial nach außen von dem äußeren Bund 24 weg und ist koaxial mit diesem. Als ein Ergebnis hiervon bilden sich während des erfindungsgemäßen Verfahrens zum starren Befestigen von Magneten gewölbte Abschnitte 27 zur Ausrichtung in Umfangsrichtung und ein gewölbter Abschnitt 28 zur axialen Ausrichtung an dem Grundkörper 22 der Magnetabdeckung 21 in einer Weise, die nachstehend beschrieben ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum starren Befestigen von Magneten unter Verwendung einer Magnetbefestigungsvorrichtung mit einem Aufbau wie nachstehend beschrieben ausgeführt. Die Magnetbefestigungsvorrichtung 30 weist ein Pressengestell mit einem oberen Werkzeug und einem unteren Werkzeug auf, die mittels einer (nicht gezeigten) Presseneinheit aneinander geschlossen werden. Das obere Werkzeug 31 weist eine Form ähnlich einer hängenden Glocke sowie einen inneren Durchmesser auf, der geringfügig größer als der äußere Durchmesser des Joches 11 ist. Das obere Werkzeug 31 liegt an der Abschlusswand 12 des Joches 11 an und drückt letzteres von oben her nach unten. Das obere Werkzeug 31 ist an seinem oberen Ende mit einem Verbindungsabschnitt 32 versehen, über den das obere Werkzeug 31 mit dem Pressmechanismus der Presseneinheit verbunden ist. Das obere Werkzeug 31 ist an seinem trommelförmigen Grundkörper zudem mit einem Paar von Jochhaltern 33 versehen, die zylindrische Halter oder elektromagnetische Plunger sein können. Die Jochhalter 33 sind relativ zueinander gegenüberliegend in Positionen angeordnet, in denen sie die Verbindungsabschnitte 32 nicht stören. Die Jochhalter 33, 33 klemmen den trommelförmigen Grundkörper des Joches 11 von gegenüberliegenden Seiten her fest.
Das untere Werkzeug 34 weist einen scheibenförmigen Basiskörper 35 auf, der am Boden befestigt ist. Eine zylindrische Säule 36 steht vertikal und koaxial von der oberen Fläche des Basiskörpers 35 ab und weist einen Abschnitt 37 größeren Durchmessers sowie einen Abschnitt 38 kleineren Durchmessers auf, die über eine Stufe voneinander getrennt sind, wobei die Stufe einen horizontalen ringförmigen Aufnahmeabschnitt 39 für die Aufnahme des äußeren Bundes 24 der Magnetabdeckung 21 aufweist. Insgesamt vier Ausrichtvorsprünge 40 stehen axial von der oberen Fläche des Aufnahmeabschnittes 39 ab und sind in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet. Die Ausrichtvorsprünge 40 werden jeweils von vier kleinen Löchern 25 des äußeren Bundes 24 der Magnetabdeckung 21 aufgenommen. Ein scheibenförmiger elastischer Körper 41 aus Gummi oder Harz ist durch Anleimen an dem oberen Ende der Säule 36 angebracht.
Der äußere Durchmesser des Abschnittes 38 kleineren Durchmessers ist geringfügig kleiner als derjenige des inneren Durchmessers des Grundkörpers 22 der Magnetabdeckung 21. Der äußere Durchmesser des Abschnittes 37 größeren Durchmessers ist geringfügig kleiner als der innere Durchmesser des Abschnittes 26 der Magnetabdeckung 21.
Ein Federsitz 42 ist in einer ringförmigen Nut ausgebildet und koaxial an dem Basiskörper 35 um den äußeren Umfang der Säule 36 herum angeordnet. Eine (nachstehend einfach als Feder bezeichnete) Kompressionsschraubenfeder 43 ist von dem Federsitz 42 gehalten. Ein ringförmiger Haltering (Magnetabdeckungs-Halteelement) 44 ist an dem oberen Ende der Feder 43 horizontal angeordnet. Der Ring 44 bedeckt mit seiner Innenumfangsfläche teilweise sowohl den Abschnitt 37 wie auch den Abschnitt 38 der Säule 36, wobei dessen obere Fläche gegenüber der unteren Fläche des Flansches 15 des Joches 11 angeordnet ist. Eine Führungsstange 45 steht außerhalb des Federsitzes 42 von der oberen Fläche des Basiskörpers 35 in einer vorbestimmten Position relativ zu den Vorsprüngen 40 vertikal ab. Die Führungsstange 45 ragt durch eines der Durchgangslöcher 16 des Joches 11.
Ein Paar im wesentlichen halbkreisförmiger Magnethalteelemente (Fallverhinderungsvorrichtungen) 46 ist außerhalb der Säule 36 radial beweglich angeordnet. Die Elemente 46 sind symmetrisch angeordnet und erstrecken sich von einer zu dem Aufnahmeabschnitt 39 weisenden Position aus nach oben. Die zwei Magnethalteelemente 46 sind mittels (nicht gezeigter) zylindrischer Halter oder elektromagnetischer Plunger beweglich.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Magnete des Motors auf eine Weise in einer Position befestigt, die nachstehend anhand der vorstehend beschriebenen Magnetbefestigungsvorrichtung erläutert wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Magnetabdeckung 21 veranlasst, den Abschnitt 38 der Säule 36 des Werkzeuges 34 abzudecken, wobei der Bund 24 derart nach unten weist, dass der Abschnitt 26 der Magnetabdeckung 21 mit dem Abschnitt 37 größeren Durchmessers der Säule 36 in Eingriff tritt, und die von dem Abschnitt 39 abstehenden Vorsprünge 40 jeweils von den vier kleinen Löchern 25 des Bundes 24 aufgenommen werden. So ist der Bund 24 von dem Abschnitt 39 stabil aufgenommen. Der Bund 23 der Magnetabdeckung 21 liegt in diesem Zustand an dem elastischen Körper 41 an dem oberen Ende der Säule 36 an.
Anschließend wird jeder der vier Magnete 18 zwischen zwei von dem Bund 24 der Magnetabdeckung 21 abstehenden nebeneinander angeordneten Vorsprüngen 40, 40 angeordnet, um im wesentlichen einen Ring von Magneten zu bilden. Man beachte, dass jeder der Magnete 18 veranlasst wird, an der Innenumfangsfläche des Ringes 44 an dessen unterer Umfangskante anzuliegen, sodass er dort vorübergehend befestigt ist. Daher sind die Magnete 18 in Umfangsrichtung mit dem Werkzeug 34 durch die Vorsprünge 40 ausgerichtet. Sodann werden die vier angeordneten Magnete 18 radial von außen her mittels des Paares von Magnethalteelementen 46, 46 gedrückt, sodass die Magnete 18 nicht radial nach außen fallen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das an dem Werkzeug 31 mittels des Paares von Jochhaltern 33, 33 gehaltene Joch 11 direkt oberhalb der Säule 36 des Werkzeuges 34 koaxial angeordnet. Sodann wird die Führungsstange 45 des Werkzeuges 34 von dem entsprechenden Durchgangsloch 16 des Joches 11 aufgenommen, um die Magnete 18 und das Joch 11 genau auszurichten.
Sodann bewegt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, wenn das Werkzeug 31 von der Presseneinheit allmählich gesenkt wird, das Joch 11 so nach unten, wie es von der durch das entsprechende Durchgangsloch 16 ragenden Führungsstange 45 geführt wird. Man beachte, dass das obere Ende jedes Magnetes 18 an dessen Außenumfangskante entlang abgeschrägt ist. Die Innenumfangskante des Flansches 15, das heißt der Grenzbereich zwischen dem Flansch 15 und dem zylindrischen Abschnitt des Joches 11 ist abgerundet. Daher werden, wenn die abgerundete Innenumfangskante des Joches 11 oder der Flansch 15 an den abgeschrägten Außenumfangskanten des Magnetes 18 anliegen, und das Joch 11 weiter gesenkt wird, die Magnete 18 koaxial mit dem Joch 11 angeord net und beginnen, in das Joch 11 pressgepasst zu werden, wobei die Magnetabdeckung 21 radial nach innen gedrückt wird. Wird das Joch 11 weiter gesenkt, gleitet es an den Außenumfangsflächen der Magnete 18 und schiebt diese durch seine Innenumfangsfläche radial nach innen, da die Magnete 18 und die Magnetabdeckung 21 sicher von dem Abschnitt 39 des Werkzeuges 34 gehalten sind. Das Paar der die Magnete 18 haltenden Magnethalteelemente 46, 46 kann die Abwärtsbewegung des Joches 11 relativ zu den Magneten 18 und der Magnetabdeckung 21 blockieren. Daher werden die Elemente 46, 46 veranlasst, sich mittels des zylindrischen Halters radial nach außen zu bewegen, wenn das Werkzeug 31 gesenkt wird, sodass sie kein Hindernis für die Abwärtsbewegung des Joches 11 darstellen.
Der von den Flächen 19 der Magnete 18 vor dem Presspassvorgang gebildete äußere Durchmesser D&sub1;&sub9; ist geringfügig größer als der innere Durchmesser des Joches 11. In ähnlicher Weise ist der nach dem Presspassvorgang von den Flächen 20 der Magnete 18 gebildete innere Durchmesser D&sub2;&sub0; geringfügig kleiner als der äußere Durchmesser des Grundköpers 22 der Magnetabdeckung 21 vor dem Presspassen. Daher sind die Magnete 18 und die Magnetabdeckung 21 als ein Ergebnis der relativen Bewegung des Joches 11, der Magnete 18 und der Magnetabdeckung 21 gut in dem Joch 11 pressgepasst. Werden die Magnete 18 von dem Joch 11 radial nach innen gedrückt, wird der Grundkörper 22 der Magnetabdeckung 21 von dem Magneten 18 radial nach innen gedrückt.
Als ein Ergebnis hiervon wird der Grundkörper 22 der Magnetabdeckung 21 gezwungen, sich durch die Magnete 18 nach außen zu wölben, um gewölbte Abschnitte 27 zum Ausrichten in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen nebeneinander angeordneten Magneten 18, 18 zu bilden. Es wird so verhindert, dass die Magnete 18 sich durch die gewölbten Abschnitte 27 in Umfangsrichtung bewegen. Zusätzlich werden die Magnete 18 durch die elastische Kraft des Grundkörpers 22 der Magnetabdeckung 21 gegen die Innenumfangsfläche des Joches 11 gedrückt. Entsprechend werden das Joch 11, die Magnete 18 und die Magnetabdeckung 21 starr und integral aneinander gehalten. Darüber hinaus sind die Magnete, da der Abschnitt 38 kleineren Durchmessers der Säule 36 einen äußeren Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als der innere Durchmesser des Grundkörpers 22 der Magnetabdeckung 21 ist, davon abgehalten, gegen den Abschnitt 38 zu drücken und dadurch zu brechen.
Wird das Joch 11 von dem Werkzeug 31 nach unten gedrückt, bis, wie in Fig. 5 gezeigt, die vollständige Hubbewegung durchgeführt ist, wird der elastische Körper 41 komprimiert und gezwungen, sich durch die Abschlusswand 12 des Joches 11 und den Bund 23 der Magnetabdeckung 21 radial nach außen zu wölben. Sodann wird, wenn der elastische Körper 41 sich wölbt, der mit dem Bund 23 verbundene Verbindungsabschnitt des Grundkörpers 22 verformt und wölbst sich ebenfalls, um einen ringförmigen gewölbten Abschnitt 28 zur axialen Ausrichtung zu bilden. Der gewölbte Abschnitt 28 der Magnetabdeckung 21 tritt sodann mit den Magneten 18 an Innenschulterabschnitten in Eingriff, die nahe an der unteren Wand des Joches 11 angeordnet sind. Folglich wird gänzlich verhindert, dass die Magnete 18 irgendeine axiale Bewegung zwischen dem gewölbten Abschnitt 28 und dem Bund 24 ausführen.
Man beachte, dass der Abschnitt 26, bevor er in das Joch 11 pressgepasst wird, einen äußeren Durchmesser aufweist, der geringfügig größer als der innere Durchmesser des Joches 11 ist. Daher ist, wenn der Abschnitt 26 in das Joch 11 pressgepasst ist, die Magnetabdeckung 21 starr an dem Innenumfang des Joches 11 gehalten, sodass folglich die durch die Magnetabdeckung 21 ausgerichteten Magnete 18 starr an dem Joch 11 befestigt sind.
Anschließend wird das Werkzeug 31 von der Presseneinheit angehoben, während das Joch 11 durch das Paar von Jochhaltern 33, 33 an dessen trommelförmigen Grundkörper festgeklemmt ist. Sodann wird das die Magnete 18 mittels der Magnetabdeckung 21 festhaltende Joch 11 von dem Werkzeug 34 freigegeben, um einen Stator 10 mit einem Aufbau, wie in Fig. 6 gezeigt, zu bilden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind, wenn die Magnete 18 durch die Magnetabdeckung 21 befestigt sind, die Magnete 18 und die Magnetabdeckung 21 in dem Joch 11 angeordnet, wobei das die Reaktionskraft des Joches 11 aufnehmende Werkzeug 34 durch die Öffnung des Joches 11 in dieses eingeführt wird, während das Joch 11 von dem oberen Werkzeug 31 gedrückt wird. Daher muss das Joch 11 nicht mit in seine Abschlusswand 12 eingebrachten Durchgangslöchern versehen werden. Es ist daher bei dem Motor nicht erforderlich, dass ein Verschließen der Durchgangslöcher des Joches 11 durchgeführt wird, um eine hermetische Abdichtung des Stators 10 nach dem Zusammenbau des Motors sicherzustellen, wodurch die Gesamtherstellungskosten des Motors verringert werden können.
Fig. 7(a) bis 9(b) stellen schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Haltering 44A auch als Magnethalteelement oder seitliche Fallverhinderungsvorrichtung für die Magnete 18 wirkt. Man beachte, dass der Ring 44A sich oberhalb des Aufnahmeaufschnittes 39 und zudem näher an dem Werkzeug 31 als dessen Pendant bei dem ersten Ausführungsbeispiel erstreckt, um die Magnete 18 von der Seite des Werkzeuges 34 her zu drücken.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel können das Magnethalteelement 46 und die Antriebseinheit zum Bewegen der Elemente weggelassen werden, um die Magnethaltevorrichtung weiter zu vereinfachen.
Vorstehend wurde eine eingehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen gegeben. Die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt werden und kann in vielerlei Hinsicht innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Schutzumfanges abgewandelt werden.
Während beispielsweise das obere Werkzeug bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen beweglich ist, kann alternativ auch das untere Werkzeug beweglich ausgebildet sein. Zudem kann eine Aussparung an dem Außenumfang des Joches ausgebildet sein, sodass das Joch mit dem oberen Werkzeug durch die Aussparung ausgerichtet wird, wodurch die Führungsstange entbehrlich wird. Wird die Führungsstange weggelassen, so kann das gleiche Pressengestell für das starre Befestigen der Magnete an einem Joch mit einem verschieden profilierten Flansch verwendet werden, um die Effektivität beim Zusammenbau des Stators zu verbessern.
Zudem ist angesichts der Tatsache, dass die Magnete bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen starr an dem Joch des Stators eines Motors befestigt sind, die vorlie gende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern ebenso bei einem Verfahren zum starren Befestigen von Magneten an dem Joch des Rotors der gesamten rotierenden Maschine, wie beispielsweise bei einem Magnetgenerator, anwendbar.

Claims

1. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine, so dass eine Vielzahl von Magneten (18) ringförmig und in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen an der Innenumfangsfläche eines hohlen zylindrischen Jochs (11) mit einem geschlossenen Ende (12) angeordnet sind und starr mit einer hohlen zylindrischen Magnetabdeckung (21) befestigt sind, die an die Innenumfangsfläche (20) der Magnete pressgepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

vorübergehendes Halten der Magnetabdeckung (21) mittels eines unteren Werkzeugs (34) eines Pressengestells, das ein oberes (31) und ein unteres (34) Werkzeug aufweist, die aneinander geschlossen werden, und Anordnen der Vielzahl von Magneten (18) in Umfangsrichtung am Außenumfang der Magnetabdeckung entlang; und

Befestigendes Jochs (11) an dem oberen Werkzeug (31) des Pressengestells, Anordnen des Jochs koaxial in Bezug auf die Magnetabdeckung (21), wobei die Öffnungsseite (14) des Jochs zu der Magnetabdeckung gerichtet ist, Schließen des oberen Werkzeugs (31) und des unteren Werkzeugs (34) aneinander und anschließendes Presspassen der Magnete (18) und der Magnetabdeckung (21) in das Joch (11), während die Außenumfangsflächen der Magnete mittels der Innenumfangsfläche des Jochs gedrückt werden.

2. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (18), die am Außenumfang der Magnetabdeckung (21) entlang angeordnet sind, von einem Paar Fallverhinderungsvorrichtungen (46) für die Magnete gehalten werden, bis die Magnete teilweise in das Joch eingeführt sind.

3. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallverhinderungsvorrichtungen (46) in Bezug auf das obere und das untere Werkzeug (31, 34) radial beweglich angeordnet sind und dass die Magnete (18), die am Außenumfang der Magnetabdeckung entlang angeordnet sind, durch die Fallverhinderungsvorrichtungen radial von außen gedrückt werden.

4. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetabdeckung (21) von einem Magnetabdeckungs-Halteelement (44, 44A) gehalten wird, das vertikal beweglich an dem unteren Werkzeug (34) angebracht ist.

5. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckungs-Halteelement (44A) auch als Fallverhinderungsvorrichtungen für die Magnete (18) zum Halten der Magnete wirkt und die Magnete durch das Magnetabdeckungs-Halteelement (44A) axial von außen gedrückt werden.

6. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Werkzeug (33) mit einem elastischen Element (41) versehen ist, das an der Innenseite des oberen Endes der Magnetabdeckung (21) anliegt, wenn die Magnetabdeckung vorübergehend von dem unteren Werkzeug gehalten wird, wobei das federnde Element durch Schließen des oberen und des unteren Werkzeugs (31, 34) aneinander zusammengedrückt und radial sowie nach außen gewölbt wird, so dass die Magnetabdeckung verformt wird und gewölbt wird und zu einem ringförmigen gewölbten Abschnitt (28) zur axialen Ausrichtung wird.

7. Verfahren zum Befestigen von Magneten einer rotierenden elektrischen Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial und nach außen vorstehender äußerer Bund (24) an einem Ende der Magnetabdeckung (21) ausgebildet und mit so vielen kleinen Löchern (25) versehen ist, wie Magnete (18) vorhanden sind, wobei die kleinen Löcher in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind, die den Intervallen der Magnete entsprechen; und das untere Werkzeug (34) mit Ausrichtvorsprüngen (40) versehen ist, die jeweils von den kleinen Löchern (25) aufgenommen werden, um die Magnete (18) in Umfangsrichtung auszurichten, wenn das obere und das untere Werkzeug aneinander geschlossen werden.