EP4706158A1

EP4706158A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines statorkörpers einer axialfluss-maschine, und axialflussmaschine

Info

Publication number: EP4706158A1
Application number: EP24723466.9A
Authority: EP
Inventors: Markus BRÜMMEL; Christian Dinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2023-05-02
Filing date: 2024-04-22
Publication date: 2026-03-11
Also published as: DE102024111172A1; WO2024227481A1; CN120937224A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Axialflussmaschine selbst. Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Statorkörpers (1) einer Axialflussmaschine werden ein Blechstreifen (50) sowie eine Stanzstempeleinheit (20) zur Verfügung gestellt. Aus dem Blechstreifen (50) werden mittels der Stanzstempeleinheit (20) Blechbereiche an definierten Längspositionen derart herausgestanzt, dass der Blechstreifen (50) Aussparungen (60) aufweist. Der die Aussparungen (60) aufweisende Blechstreifen (50) wird derart aufgerollt, dass die Aussparungen (60) an definierten Winkelpositionen in der Rolle des Blechstreifens (50) liegen und an gemeinsamen Winkelpositionen angeordnete Aussparungen (60) in radialer Richtung verlaufende lineare Nuten (17) ausbilden. Zumindest eine Aussparung (60) wird durch einen ersten Stanzhub (81) und einen zweiten Stanzhub (82) derart erzeugt, dass mit dem ersten Stanzhub (81) eine entlang der Längsrichtung (51) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende erste Begrenzungskante (71) erzeugt wird, mit dem zweiten Stanzhub (82) eine entlang der Längsrichtung (51) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende zweite Begrenzungskante (72) erzeugt wird, und die beiden Begrenzungskanten (71, 72) entlang der Längsrichtung (51) des Blechstreifens (50) einen größeren Abstand (73) zueinander aufweisen als wenigstens eine weitere Aussparung (60) in dem Blechstreifen (50).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine, und Axialflussmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Axialflussmaschine selbst.

Axialflussmaschinen bzw. Transversalflussmaschinen sind weitestgehend bekannt. Die Besonderheit bei diesen Maschinen besteht darin, dass sie eine Umfangswicklung aufweist, die konzentrisch zu einer Welle eines Rotors der Axialflussmaschine verläuft. Es sind dabei unterschiedliche Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Statorkörpers von Axialflussmaschinen bekannt.

Eine Methode sieht vor, dass der Statorkörper aus Blech gewickelt wird. Dabei werden im wesentlichen keilförmige Statorzähne ausgebildet. In Nuten zwischen den Statorzähnen ist die Wicklung aufzunehmen. Zu diesem Zweck wird die Wicklung in einem sogenannten Wickel-Paket an den Statorzähnen und über den Nuten platziert und dann axial in die Nuten eingeschoben. Um dies beschädigungsfrei zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Statorzähne abgerundete Kanten aufweisen, so dass durch die Statorzähne keine Beeinträchtigung der Isolation der Wicklungsdrähte erfolgt.

Entsprechende Radien 11 sind in Figur 1 an dem dort dargestellten Statorkörper 1 an den Statorzähnen 10 ersichtlich. Derartige Radien werden oftmals durch Fräsen hergestellt. Ein solcher Fräsprozess bringt jedoch auch Nachteile mit sich: durch Gratbildung werden einzelne Blechlagen leitend miteinander verbunden, was durch Wirbelstrombildung zu stark erhöhten elektromagnetischen Verlusten in dem Stator führen kann. Um dies zu vermeiden, muss nach dem Fräsen der Statorkörper geätzt und dadurch bedingt aufwendig gereinigt werden. Entsprechend ist das Fräsen und die dafür benötigte Nachbearbeitung zeit- und kostenaufwendig. Das Patent EP 2 722 976 B9 zeigt eine alternative fertigungstechnische Umsetzung, bei der durch mehrere gestufte Stempel- Matrizen- Kombinationen mit Querbewegung zur Vorschubrichtung der Radius an dem Statorzahn durch Stufen in Blechhöhe beim Stanzen angenähert wird.

Im Folgenden wird die konkrete Ausgestaltung der Statorzähne mit Radien erläutert. Stempel und Matrize sind auf die kleinste benötigte Nutbreite ausgelegt, wie sie in den Figuren 2 und 3 angedeutet ist. Figur 2 zeigt dabei einen Statorkörper 1 in Draufsicht, und Figur 3 zeigt die Einzelheit A aus Figur 2 in einer vergrößerten Ansicht.

Hier ist ersichtlich, dass der Statorkörper 10 durch eine Rolle 15 eines dünnen Blechstreifens ausgebildet ist, wobei der Blechstreifen in definierten Abständen Aussparungen aufweist, die zusammen an definierten Winkelpositionen 16 radial verlaufende lineare Nuten 17 ausbilden.

Figur 3 zeigt den radial inneren Bereich einiger Statorzähne 10. An einem der Statorzähne 10 sind in einem radial inneren Endbereich einzelne Blechlagen 18 angedeutet, um zu verdeutlichen, dass der Statorkörper 1 durch eine Rolle aufgerollten Blechbands ausgebildet ist. Hier ist auch ersichtlich, dass die Statorzähne 10 an den umfangseitigen Begrenzungskanten Radien 11 aufweisen, um das Einlegen von Drahtwicklungen zu erleichtern bzw. um Schäden an der Draht-Isolierung zu verhindern. Um diese Radien 11 auszubilden, müssen also die Blechlagen 18, die in einem Bereich der Radien 11 eine betreffenden Nut 17 ausbilden, als angepasste Windungen 14 unterschiedlich große Aussparungen aufweisen.

Dabei ist es erforderlich, dass wenigstens die kleinste Nutbreite 12 realisiert wird, bis hin zur größten Nutbreite 13.

Das Patent EP 2 722 976 B9 lehrt diesbezüglich eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Aussparungen in Blechstreifen, aus denen Statorkörper gewickelt werden. Die Vorrichtung nutzt dabei eine Vielzahl von Werkzeugeinsätzen mit unterschiedlichen Breiten, die quer entlang der Vorschubrichtung des Blechstreifens bewegbar sind. Dabei werden die oberen Stempel- und unteren Gesenkanordnungen durch einen Aktuator vorgeschoben, so dass relativ breitere Stempel und Gesenke dafür verwendet werden, erste mehrere innerste und letzte mehrere äußerste Schichten zu erzeugen.

Aber auch in diesem Herstellungsverfahren ist der fertigungstechnische Aufwand sowie auch der Investment-Aufwand zur Zurverfügungstellung benötigter Werkzeuge weiterhin beachtlich.

Aus der DD 257 335 A5 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine bekannt, bei dem zwei Stanzhübe ausgeführt werden, um zwei voneinander getrennte Ausnehmungen mittels jeweils eines Stanzhubs herzustellen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine sowie eine Axialflussmaschine selbst zur Verfügung zu stellen, die in einfacher, kostengünstiger sowie zeitsparender Weise die Fertigung des Statorkörpers ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine nach Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine gemäß Anspruch 11 .

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Ergänzend wird eine Axialflussmaschine nach Anspruch 12 zur Verfügung gestellt.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Begriffe „radial“, „axial“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse eines Rotors der Axialflussmaschine, der neben dem Statorkörper der Axialflussmaschine positioniert ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine, bei dem ein Blechstreifen sowie eine Stanzstempeleinheit zur Verfügung gestellt werden und aus dem Blechstreifen mittels der Stanzstempeleinheit Blechbereiche an definierten Längspositionen derart herausgestanzt werden, dass der Blechstreifen Aussparungen aufweist. Der die Aussparungen aufweisende Blechstreifen wird derart aufgerollt, dass die Aussparungen an definierten Winkelpositionen in der Rolle des Blechstreifens liegen und an gemeinsamen Winkelpositionen angeordnete Aussparungen in radialer Richtung verlaufende lineare Nuten ausbilden. Zumindest eine Aussparung wird dabei durch einen ersten Stanzhub und einen zweiten Stanzhub derart erzeugt, dass mit dem ersten Stanzhub eine entlang der Längsrichtung des Blechstreifens die Aussparung begrenzende erste Begrenzungskante erzeugt wird, mit dem zweiten Stanzhub eine entlang der Längsrichtung des Blechstreifens die Aussparung begrenzende zweite Begrenzungskante erzeugt wird und die beiden Begrenzungskanten entlang der Längsrichtung des Blechstreifens einen größeren Abstand zueinander aufweisen als wenigstens eine weitere Aussparung in dem Blechstreifen.

Durch die beliebige Gestaltung einer Breite der zumindest einen Ausnehmung, d.h. des Abstands der zwei Begrenzungskanten der zumindest einen Ausnehmung, besteht ein Vorteil, dass ein Verlauf einer Nutkante der in radialer Richtung verlaufenden linearen Nuten beliebig frei wählbar ist.

Der Blechstreifen umfasst nach dem Erzeugen der Aussparungen weiterhin einen in Längsrichtung verlaufenden Materialstreifen, von dem einzelne, die Aussparungen voneinander separierende Stege abgehen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des bezeichneten Verfahrens werden mehrere Aussparungen durch zwei Stanzhübe erzeugt, sodass diese Aussparungen eine größere Größe bzw. Erstreckung hinsichtlich der Längsrichtung des Blechstreifens erhalten.

Eine größere Größe bzw. Erstreckung hinsichtlich der Längsrichtung des Blechstreifens einer größeren Aussparung bezieht sich im Verhältnis auf eine kleinere Aussparung, die sich im aufgerollten Zustand des Blechstreifens an derselben Winkelposition wie die größere Aussparung befindet, sodass die kleinere Aussparung und die größere Aussparung zusammen eine abgestufte Nut ausbilden.

Durch Anordnung von Wicklungen in den Nuten des Statorkörpers wird der Stator im Wesentlichen komplettiert.

Vorteilhaft werden der erste Stanzhub und der zweite Stanzhub an derselben Ausnehmung angewendet werden und ist eine Breite derselben Ausnehmung durch Ändern einer Position der mittels des ersten Stanzhubs erzeugten ersten Begrenzungskante entlang der Längsrichtung des Blechstreifens und/oder durch Ändern einer Position der mittels des zweiten Stanzhubs erzeugten zweiten Begrenzungskante entlang der Längsrichtung des Blechstreifens änderbar.

Vorteilhaft ist die Position der ersten Begrenzungskante und/oder die Position der zweiten Begrenzungskante derart änderbar, dass beliebige Formkonturen derselben Ausnehmung erzeugbar sind.

Der erste Stanzhub und der zweite Stanzhub können mit demselben Stanzstempel ausgeführt werden, wobei nach dem Ausführen des ersten Stanzhubs eine Relativ- Vorschubbewegung zwischen dem Blechstreifen und der Stanzstempeleinheit ausgeführt wird, und danach der zweite Stanzhub ausgeführt wird. Eine breitere bzw. größere Aussparung wird entsprechend dadurch erzeugt, dass der erste Stanzhub und der zweite Stanzhub mit demselben Stempel an unterschiedlichen Längspositionen des Blechstreifens erfolgen, wobei sich die Schnittbereiche des ersten Stanzhubs und des zweiten Standhubs einander mindestens teilweise überdecken. Dieser Überschnittbereich bzw. Überdeckungsbereich variiert je nach gewünschter Nutbreite. Die Relativ-Vorschubbewegung zwischen dem Blechstreifen und der Stanzstempeleinheit kann durch eine Rotation der aufgerollten Rolle des Blechstreifens durchgeführt werden.

Alternativ oder hinzukommend kann die Relativ-Vorschubbewegung zwischen dem Blechstreifen und der Stanzstempeleinheit durch eine translatorische Relativbewegung zwischen der aufgerollten Rolle des Blechstreifens und der Stanzstempeleinheit durchgeführt werden. Es kann also die Rolle translatorisch bewegt werden und/ oder die Stanzstempeleinheit translatorisch bewegt werden; und dies gegebenenfalls in Kombination mit der aufgerollten Rolle des Blechstreifens.

Die translatorische Relativbewegung kann z.B. mittels einer Lineareinheit realisiert werden, die die aufgerollte Rolle translatorisch verschiebt.

Eine weitere alternative Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass der erste Stanzhub mit einem ersten Stanzstempel ausgeführt wird und der zweite Stanzhub mit einem zweiten Stanzstempel ausgeführt wird und zum Herstellen mehrerer Aussparungen unterschiedlicher Größe je Aussparung eine Relativbewegung zwischen dem ersten Stanzstempel und dem zweiten Stanzstempel ausgeführt wird. In diesem Fall weist die Stanzstempeleinheit zwei Stanzstempel auf.

Beide Stanzstempel sind entlang der Längsrichtung des Blechstreifens zueinander versetzt angeordnet, um die beiden Begrenzungskanten zu erzeugen.

Zum Festlegen der Positionen der Begrenzungskanten kann das Verfahren derart ausgeführt werden, dass vor dem Ausführen des ersten Stanzhubs bestimmt wird, welche Soll-Größe Ga die auszustanzende Aussparung entlang der Längsrichtung des Blechstreifens hat. Es kann dann die Differenz D von der Soll-Größe Ga zu der Größe Wb einer benachbarten Aussparung ermittelt werden, die sich an derselben Winkelposition in der radial innen benachbarten Windung der Rolle des Blechstreifens befindet. Zudem kann ein von einer Anzahl der in der radialen Richtung verlaufenden linearen Nuten und/oder einer derzeitigen Position des aufgerollten Blechstreifens und/oder einer Blechdicke des Blechstreifens abhängiger theoretischer Abstand A ermittelt werden, der sich ohne Vergrößern der Aussparung entlang der Längsrichtung des Blechstreifens zu der benachbarten Aussparung ergeben würde. Daraus kann - ausgehend von der ersten Begrenzungskante einer zuvor erzeugten, entlang der Längsrichtung des Blechstreifens benachbarten Aussparung - ein Weg Sv einer Vorschubbewegung des Blechstreifens ermittelt werden, der sich ergibt aus:

Sv = A + Wb -D/2. Der erste Stanzhub kann an der sich durch die Vorschubbwegung des Blechstreifens mit dem Weg Sv ergebenden Position auf dem Blechstreifen erfolgen.

Durch das Bestimmen der Soll-Größe Ga der auszustanzenden Aussparung wird über eine Abstufung der Ränder mehrerer übereinander gerollter Blechlagen in einer Winkelposition der Radius an der Nut eingestellt. Der theoretische Abstand A, der sich ohne Vergrößern der Aussparung entlang der Längsrichtung des Blechstreifens zu der benachbarten Aussparung ergeben würde, ist abhängig davon, an welcher radialen Position sich die betreffende Aussparung in der Rolle befindet.

Vor dem Ausführen des zweiten Stanzhubs kann eine Position der zweiten Begrenzungskante in Bezug auf eine Position der ersten Begrenzungskante durch Addition der Soll-Größe Ga der Aussparung zu einem Positionsmaß der ersten Begrenzungskante ermittelt werden. Der zweite Stanzhub kann zum Herstellen der zweiten Begrenzungskante an dieser Position erfolgen.

Alternativ oder als Kontrollberechnung kann auch der Term Wb + D/2 zum Positionsmaß der ersten Begrenzungskante hinzugerechnet werden. Die Entfernung ist dabei von der Rolle aus definiert.

Entsprechend erfolgt die Aussparungs-Verbreiterung symmetrisch. Dabei soll jedoch von der Erfindung eine asymmetrische Ausgestaltung der Aussparungs-Verbreiterung nicht ausgeschlossen werden. Diese asymmetrische Ausgestaltung der Aussparungs-Verbreiterung kann zum Beispiel wie folgt erzielt werden. Durch Bewegen der Rotationsachse oder der translatorischen Bewegung durch die Linearachse kann die Position für jeden Stanzhub frei gewählt werden. Es besteht somit die Möglichkeit, die Breite einer aus zwei Stanzhüben erzeugten Nut derart zu gestalten, dass sich ein asymmetrisches Verhältnis um die Mittenachse der Nuten ergibt. Zusätzlich ergibt sich in logischer Konsequenz auch die Möglichkeit, die Nutkante, die durch Aufreihung von separat in einer Geometrie gewählten Einzellagen entsteht, beliebig in ihrem Verlauf zu gestalten. Besonders sinnvoll ist hier die unterschiedliche Gestaltung der Nuten in ihrem Verlauf, um gezielte Poka-Yoke-Merkmale für weitere Montageprozesse zu realisieren.

Abstände zwischen benachbarten Aussparungen zum Ausbilden linear radial verlaufender Nuten können durch eine translatorische Relativbewegung zwischen der Rolle und der Stanzstempeleinheit angepasst werden.

Beispielsweise wird die erzeugte Rolle in Bezug zu der Stanzstempeleinheit linear verfahren, insbesondere von dieser weg bewegt. Die durch den aufgewickelten Blechstreifen erzeugte Rolle soll durch die einander radial überlagernden Aussparungen ausgebildete linear radial verlaufende Nuten aufweisen. Dies bedingt allerdings, dass Abstände von entlang der Umfangsrichtung einander benachbarten Aussparungen in einem radial weiter innen befindlichen Abschnitt des Blechstreifens in der Rolle deutlich dichter aneinander erzeugt werden müssen als Abstände von entlang der Umfangsrichtung einander benachbarten Aussparungen, die radial weiter außen in der Rolle angeordnet sind.

Entsprechend muss dafür Sorge getragen werden, dass über den Aufroll- und Stanzprozess hinweg die Abstände zwischen benachbarten Aussparungen immer größer werden. Dieser Abstands-Zuwachs kann durch eine translatorische Relativbewegung zwischen der Rolle und den Stanzstempeleinheit realisiert werden, beispielsweise durch eine Lineareinheit, die die Rolle in Bezug zu der Stanzstempeleinheit verfährt. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine, welche eine Stanzstempeleinheit zum Herausstanzen von Aussparungen aus einem Blechstreifen an definierten Längsposi- tionen und eine Rolleinrichtung zum derartigen Aufrollen des die Aussparungen aufweisenden Blechstreifens aufweist, dass die Aussparungen an definierten Winkelpositionen in der Rolle des Blechstreifens liegen und an gemeinsamen Winkelpositionen angeordnete Aussparungen in radialer Richtung verlaufende lineare Nuten ausbilden. Die Stanzstempeleinheit ist dazu eingerichtet, zumindest eine Aussparung durch einen ersten Stanzhub und einen zweiten Stanzhub derart zu erzeugen, dass mit dem ersten Stanzhub eine entlang einer Längsrichtung des Blechstreifens die Aussparung begrenzende erste Begrenzungskante erzeugt wird, mit dem zweiten Stanzhub eine entlang der Längsrichtung des Blechstreifens die Aussparung begrenzende zweite Begrenzungskante erzeugt wird und die beiden Begrenzungskanten entlang der Längsrichtung des Blechstreifens einen größeren Abstand zueinander aufweisen als wenigstens eine weitere Aussparung in dem Blechstreifen.

Die Vorrichtung kann weiterhin eine Lineareinrichtung aufweisen, mit der der Abstand zwischen den Aussparungen angepasst werden kann, und/ oder Erweiterungen der Größe einer jeweiligen Aussparung eingestellt werden kann.

Eine entsprechende Steuereinrichtung zum Ansteuern der einzelnen Einheiten der Vorrichtung, unter anderem auch der Lineareinrichtung, kann vorgesehen sein. Die Steuereinrichtung kann auch dazu eingerichtet sein, die Rolleinrichtung derart anzusteuern, dass die Erweiterungen der Größe einer jeweiligen Aussparung eingestellt werden können.

Zudem wird gemäß der Erfindung eine Axialflussmaschine zur Verfügung gestellt, welche einen erfindungsgemäß hergestellten Statorkörper aufweist.

Die zuvor beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind.

Es ist dargestellt in

Fig. 1 : ein Statorkörper einer Axialflussmaschine in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2: ein Statorkörper einer Axialflussmaschine in Draufsicht mit Einzelheit A,

Fig. 3: die Einzelheit A aus Figur 2 in vergrößerter Ansicht,

Fig. 4: den Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung des Statorkörpers einer Axialflussmaschine,

Fig. 5: ein Blechstreifen bei Ausführung eines ersten Stanzhubs,

Fig. 6: der Blechstreifen zwischen zwei Stanzhüben, und

Fig. 7: der Blechstreifen bei Ausführung eines zweiten Stanzhubs.

Auf die Figuren 1 bis 3 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen anhand der verwendeten Werkzeuge sowie der einzelnen Stanzhübe den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, um dadurch einen Statorkörper, wie er in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, herzustellen.

Die im Folgenden genannten Merkmale des Statorkörpers selbst beziehen sich somit auf die Figuren 1 bis 3.

Figur 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine.

Die Vorrichtung umfasst eine Stanzstempeleinheit 20 mit einem oder mehreren Stanzstempeln zum Erzeugen von Aussparungen in einem Blechstreifen 50, eine Rolleinrichtung 30 zum Aufrollen des mit Aussparungen versehenen Blechstreifens 50, sowie eine Lineareinheit 40, um einen Abstand zwischen der Rolleinrichtung 30 bzw. der davon gehaltenen Rolle und der Stanzstempeleinheit 20 zu variieren.

Bei dem Herstellungsverfahren wird der Blechstreifen 50 von einer hier nicht dargestellten Haspel abgeholt und in gestreckter Form der Stanzstempeleinheit 20 entlang einer Vorschubrichtung 70 zugeführt. Mittels der Stanzstempeleinheit 20 werden Aussparungen in dem Blechstreifen 50 erzeugt, wie anhand der Figuren 5 bis 7 beschrieben wird. Nach der Bearbeitung des Blechstreifens 50 mittels der Stanzstempeleinheit 20 wird der Blechstreifen 50 der Rolleinrichtung 30 zugeführt. Diese Rolleinrichtung 30 sitzt auf einem Schlitten einer Lineareinheit 40, mit der der Abstand zwischen der Rolleinrichtung 30 und der Stanzstempeleinheit 20 eingestellt werden kann. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass zwischen Stanzpunkt bzw. Position der Stanzstempeleinheit 20 und Wickelpunkt eine durch den Maschinenaufbau definierte Anzahl von bereits gestanzten Nuten liegt und die Winkeldrehung der Rotationsachse der Rolleinrichtung 30 passend für die direkt an dem Wickelpunkt liegende Nut ist. Entsprechend muss eine Veränderung der Vorschublänge je Nut bis zu dem Stanzpunkt durch die Bewegung der Lineareinheit 40 ausgeführt werden, um die Abstände zwischen den Aussparungen derart anzupassen, dass sie in unterschiedlichen radialen Positionen zusammen die linearen Nuten 17 in dem Statorkörper 10 ausbilden können, siehe Figur 2.

Die Stanzprozesse werden anhand der Figuren 5 bis 7 erläutert.

Figur 5 zeigt dabei den Blechstreifen 50 in Draufsicht bei einem Ausführen eines ersten Stanzhubs. Figur 6 zeigt den Blechstreifen 50 in Draufsicht zwischen den beiden Stanzhüben, und Figur 7 zeigt dem Blechstreifen 50 in Draufsicht bei einem Ausführen des zweiten Stanzhubs.

Zur Vorbereitung des ersten Stanzhubs gemäß Figur 5 dreht die Rolleinrichtung 30 und bewegt dadurch den Blechstreifen 50 entlang der Vorschubrichtung 70. Vor dem Ausführen des ersten Stanzhubs 81 wird bestimmt, welche Soll-Größe Ga die auszustanzende Aussparung 60 entlang der Längsrichtung 51 des Blechstreifens 50 hat bzw. haben soll. Des Weiteren wird eine Differenz D von der Soll-große Ga zu einer Größe Wb einer benachbarten Aussparung ermittelt, die sich an derselben Winkelposition in der radial innen benachbarten Windung der Rolle des Blechstreifens befindet. Zudem wird ein theoretischer Abstand A ermittelt, der sich ohne Vergrößerung der Aussparung entlang der Längsrichtung des Blechstreifens zu der benachbarten Aussparung ergeben würde.

Es wird der Weg Sv einer Vorschubbewegung des Blechstreifens 50 errechnet aus Sv = A + Wb -D/2

Eine Vorschubbewegung mit diesem Weg Sv wird ausgeführt, und der erste Stanzhub 81 zum Herstellen der ersten Begrenzungskante 71 wird an dieser Position ausgeführt.

Figur 6 zeigt der Blechstreifen 50 mit erzeugter erster Begrenzungskante 71 .

Danach erfolgt eine Relativ-Vorschubbewegung 85 zwischen dem Blechstreifen 50 und der Stanzstempeleinheit 20, um die zweite Begrenzungskante 72 herzustellen, wie es in Figur 7 gezeigt ist.

Der Vorschubwert der Relativ-Vorschubbewegung 85 beträgt den vollständigen Wert der Soll-Größe Ga der herzustellenden Aussparung 60 und damit der notwendigen Erweiterung der Nutbreite, um einen Teil des Radius herzustellen.

Damit ist gewährleistet, dass die Erweiterung der Nutbreite bzw. der Breite der Aussparung 60 symmetrisch um die Mittellinie der Nut liegt.

Es erfolgt der zweite Stanzhub 82 für die gleiche Aussparung 60. Je nach gewählter Soll-Größe Ga der betreffenden Aussparung 60 ergibt sich ein unterschiedlich großer Überschnittbereich in einem Nutgrund.

Die Relativ-Vorschubbewegung 85 kann dabei durch Betätigen der Rolleinrichtung 30 und/oder der Lineareinheit 40, wie sie in Figur 4 gezeigt sind, durchgeführt werden.

Das Anpassen der Vorschubbewegung des Blechstreifens 50 entlang der Vorschubrichtung 70, um die Positionen der Aussparungen 60 entlang der Längsrichtung 51 des Blechstreifens 50 an die von den radialen Positionen der Aussparungen in dem Statorkörper abhängenden Winkelpositionen anzupassen, kann durch alleiniges Betätigen der Rolleinrichtung 30 erfolgen. Dadurch werden auch die Stege 61 zwischen den Aussparungen 60 angepasst und entsprechend auch die Abstände 73 im fortlaufenden Stanzprozess zunehmend vergrößert.

Durch stufenweises Vergrößern der Soll-Größen Ga der Aussparungen 60 kann nach dem Aufrollen des Blechstreifens 50 gezielt ein Radius 11 durch treppenförmiges Annähern erzeugt werden, wie es in Figur 3 angedeutet ist.

Mit dem dargestellten Verfahren kann beispielsweise ein Statorkörper 10 mit 18 Nuten 17 erzeugt werden, der somit eine nominelle Teilung von 20° aufweist. Die Mittellinien der Nuten 17 liegen damit um 20° versetzt. Um eine breitere Nut 17 zu erzeugen, wird in einem ersten Schritt ein Winkel von 19,5° gedreht. Es folgt der erste Stanzhub 81 . Die Rolleinrichtung 30 dreht jetzt auf 20,5°. Es folgt der zweite Stanzhub 82. Je nach radialer Position der erzeugten Aussparung 60 in dem Stanzkörper 10 ergibt sich durch die Modifikation des Drehwinkels in Grad eine Veränderung der Nutbreite in Millimetern.

Mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren und der Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers einer Axialflussmaschine sowie der Axialflussmaschine selbst werden Lösungen zur Verfügung gestellt, die in einfacher, kostengünstiger sowie zeitsparender Weise das Fertigen des Statorkörpers ermöglichen. Bezuqszeichenliste

I Statorkörper

10 Statorzahn

I I Radius

12 kleinste Nutbreite

13 größte Nutbreite

14 angepasste Windung

15 Rolle

16 Winkelposition

17 Nut

18 Blechlage

20 Stanzstempeleinheit

30 Rolleinrichtung

40 Lineareinheit

50 Blechstreifen

51 Längsrichtung

60 Aussparung

61 Steg

70 Vorschubrichtung

71 erste Begrenzungskante

72 zweite Begrenzungskante

73 Abstand

81 erster Stanzhub

82 zweiter Stanzhub

85 Relativ-Vorschubbewegung

Ga Größe

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Statorkörpers (1 ) einer Axialflussmaschine, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: zur Verfügung stellen eines Blechstreifens (50) und einer Stanzstempeleinheit (20), derartiges Herausstanzen von Blechbereichen an definierten Längspositionen aus dem Blechstreifen (50) mittels der Stanzstempeleinheit (20, dass der Blechstreifen (50) Aussparungen (60) aufweist, und derartiges Aufrollen des die Aussparungen (60) aufweisenden Blechstreifens (50), dass die Aussparungen (60) an definierten Winkelpositionen in der Rolle des Blechstreifens (50) liegen und an gemeinsamen Winkelpositionen angeordnete Aussparungen (60) in einer radialen Richtung verlaufende lineare Nuten (17) ausbilden, wobei zumindest eine Aussparung (60) durch einen ersten Stanzhub (81 ) und einen zweiten Stanzhub (82) derart erzeugt wird, dass mit dem ersten Stanzhub (81 ) eine entlang einer Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende erste Begrenzungskante (71 ) erzeugt wird, mit dem zweiten Stanzhub (82) eine entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende zweite Begrenzungskante (72) erzeugt wird und die beiden Begrenzungskanten (71 ,72) entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) einen größeren Abstand (73) zueinander aufweisen als wenigstens eine weitere Aussparung (60) in dem Blechstreifen (50).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stanzhub (81 ) und der zweite Stanzhub (82) an derselben Ausnehmung (60) angewendet werden und eine Breite derselben Ausnehmung (60) durch Ändern einer Position der mittels des ersten Stanzhubs (81 ) erzeugten ersten Begrenzungskante (71 ) entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens und/oder durch Ändern einer Position der mittels des zweiten Stanzhubs (82) erzeugten zweiten Begrenzungskante (72) entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens änderbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der ersten Begrenzungskante (71 ) und/oder die Position der zweiten Begrenzungskante (72) derart änderbar sind, dass beliebige Formkonturen derselben Ausnehmung (60) erzeugbar sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stanzhub (81) und der zweite Stanzhub (82) mit demselben Stanzstempel ausgeführt werden und nach dem Ausführen des ersten Stanzhubs (81 ) eine Relativ- Vorschubbewegung (85) zwischen dem Blechstreifen (50) und der Stanzstempeleinheit (20) und danach der zweite Stanzhub (82) ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativ-Vor- schubbewegung (83) zwischen dem Blechstreifen (50) und der Stanzstempeleinheit (20) durch eine Rotation der aufgerollten Rolle (15) des Blechstreifens (50) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativ- Vorschubbewegung (83) zwischen dem Blechstreifen (50) und der Stanzstempeleinheit (20) durch eine translatorische Relativbewegung zwischen der aufgerollten Rolle (15) des Blechstreifens (50) und der Stanzstempeleinheit (20) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stanzhub (81) mit einem ersten Stanzstempel ausgeführt wird und der zweite Stanzhub (82) mit einem zweiten Stanzstempel ausgeführt wird und zum Herstellen mehrerer Aussparungen (60) unterschiedlicher Größe (Ga) je Aussparung (60) eine Relativbewegung zwischen dem ersten Stanzstempel und dem zweiten Stanzstempel ausgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausführen des ersten Stanzhubs (81 ) bestimmt wird, welche Soll-Größe

Ga eine auszustanzende Aussparung (60) hat, eine Differenz D von der Soll-Größe Ga zu einer Größe Wb einer benachbarten Aussparung (60) ermittelt wird, die sich an derselben Winkelposition in einer radial innen benachbarten Windung der Rolle (15) des Blechstreifens (50) befindet, ein von einer Anzahl der in der radialen Richtung verlaufenden linearen Nuten (17) und/oder einer derzeitigen radialen Position des aufgerollten Blechstreifens (50) und/oder einer Blechdicke des Blechstreifens (50) abhängiger theoretischer Abstand A ermittelt wird, der sich ohne Vergrößern der Aussparung (60) entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) zu der benachbarten Aussparung (60) ergeben würde, eine Vorschubbewegung des Blechstreifens (50) mit einem Weg Sv erfolgt, der sich ergibt aus:

Sv = A + Wb -D/2, und der erste Stanzhub (81 ) an der sich durch die Vorschubbewegung des Blechstreifens (51 ) mit dem Weg Sv ergebenden Position auf dem Blechstreifen (51 ) erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausführen des zweiten Stanzhubs (82) eine Position der zweiten Begrenzungskante (72) in Bezug auf eine Position der ersten Begrenzungskante (71 ) durch Addition der Soll-Größe Ga zu einem Positionsmaß der ersten Begrenzungskante (71 ) ermittelt wird, und der zweite Stanzhub (82) (72) an der ermittelten Position der zweiten Begrenzungskante (72) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Abstände (73) zwischen benachbarten Aussparungen (60) zum Ausbilden linear radial verlaufender Nuten (17) durch eine translatorische Relativbewegung zwischen der Rolle (15) und der Stanzstempeleinheit (20) angepasst werden.

11 . Vorrichtung zum Herstellen eines Statorkörpers 1 einer Axialflussmaschine, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Stanzstempeleinheit (20) zum Herausstanzen von Aussparungen (60) aus einem Blechstreifen (50) an definierten Längspositionen, eine Rolleinrichtung (30) zum derartigen Aufrollen des die Aussparungen (60) aufweisenden Blechstreifens (50), dass die Aussparungen (60) an definierten Winkelpositionen in der Rolle (15) des Blechstreifens (50) liegen und an gemeinsamen Winkelpositionen angeordnete Aussparungen (60) in radialer Richtung verlaufende lineare Nuten (17) ausbilden, wobei die Stanzstempeleinheit (20) dazu eingerichtet ist, zumindest eine Aussparung (60) durch einen ersten Stanzhub (81 ) und einen zweiten Stanzhub (82) derart zu erzeugen, dass mit dem ersten Stanzhub (81 ) eine entlang einer Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende erste Begrenzungskante (71 ) erzeugt wird, mit dem zweiten Stanzhub (82) eine entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) die Aussparung (60) begrenzende zweite Begrenzungskante (72) erzeugt wird und die beiden Begrenzungskanten (71 ,72) entlang der Längsrichtung (51 ) des Blechstreifens (50) einen größeren Abstand (73) zueinander aufweisen als wenigstens eine weitere Aussparung (60) in dem Blechstreifen (50).

12. Axialflussmaschine, die einen nach einem der Ansprüchen 1 bis 10 hergestellten Statorkörper (1) aufweist.