JP6023186B2 - 金属積層体のスタック、金属積層体、および積層体スタックを形成するプロセス - Google Patents

Description

本発明は、一般的に言うと、冷凍圧縮機で使用されるものなど、たとえば電気モータのステータおよび／またはロータで使用されるタイプの、積層体スタックに関する。本発明はさらに、スタックを形成するために、複数の前記金属積層体のスタック時に、前記金属積層体の組み立ておよび相互固定を実行するプロセスに関する。

先行技術より、電気モータの積層体スタックを形成するために、金属積層体をまとめて固定するためのいくつかのソリューションが知られている。

前記周知のソリューションのうちの１つにおいて、欧州特許第０８４７１０９号明細書に開示されるように、積層体スタックを形成する金属積層体は重ね合わされて、積層体に形成された挿入クランプ（突起）を隣接する積層体に形成された受容窓（空洞）への嵌め込みによって、干渉によってこの位置に保持される。

このソリューションにおいて、順送り加工機がいくつかの段階でプレートを切断し、これが積層体となり、最終的にこれは全ての望ましい積層体の細部を有する。最後の段階において、金属積層体は、プレスのストロークのたびにプレートの残部から切り抜かれ、干渉を用いて、いわゆる積層体ブレーキを定義するマトリクス内に載置される。続くストロークにおいて、加工機は先のものの上に載置されることになる別の積層体を切り抜く。先の積層体はブレーキの摩擦力を受け、切り抜かれた積層体は加工機の上部に設けられた装置（パンチ）によって押され、このためこれらの力は、切り抜かれた積層体の突起を、干渉によって先の積層体の陥凹に貫入させる。

挿入クランプ（突起）と受容窓（空洞）との間の干渉の問題の１つは、打ち抜かれるプレートを形成する材料の機械的特性に関する。挿入クランプは、干渉およびプレートの機械的特性のため、しばしば潰れて変形する。したがって、挿入クランプは、積層体が上方に押されるとき、これを固定するために受容窓の中に侵入することができない。

このような問題を最小限に抑えるため、上記のソリューションは、金属積層体が重ね合わせられるときに、その積層体の良好な回転可能係合を維持することが可能な積層体スタックを形成するために、金属積層体の製造における精密な公差を必要とする。

公差要件に加えて、前記積層体は軸方向において確実な相互保持を提供しないので、前記ソリューションは、前記プロセスによって構築された積層体を用いて形成された積層体スタックの脆弱な軸方向係止安定性を有するという不都合を有する。

別の周知のソリューション（米国特許第７８５９１６３号明細書および米国特許第７８５１９６４号明細書）では、積層体スタックの積層体の間の係止は、先のものと隣接しているかまたはしていない、別の積層体に形成された受容クランプを備えて各積層体に形成された、挿入クランプ（突起）の間の相互干渉によって、なされる。「クランプオンクランプ」を用いるソリューションでは、各クランプは同時に受容クランプとしておよび挿入クランプとして機能し、これによって前記クランプは同じステップにおいて打ち抜かれ、打ち抜き加工機の厳しい公差を必要として望ましくないほど短い使用寿命を招き、生産プロセスの費用を増加させる。クランプオンクランプ固定システムは、クランプのみならず、各積層体のその他の部分も、製造するための精度を必要とし、複雑な製造および費用の増加を招く。

上述の不都合に加えて、クランプオンクランプのクランプ締めシステムは、同じ寸法を有するクランプの、干渉による嵌め込みを必要とするということのため、積層体の相互係止要素において頻繁に破損を発生させる。

欧州特許第０８４７１０９号明細書 米国特許第７８５９１６３号明細書 米国特許第７８５１９６４号明細書

本発明の目的は、積層体スタックの形成の際に別の金属積層体の上に載置される金属積層体であって、クランプオンクランプ係止によって、形成される積層体スタックの厚みを増加させることなく、前記積層体を安全かつ確実に実装させて互いに軸方向にかつ回転可能に固定させ、２つの隣接積層体ごとに固定したときに、相互に協力する挿入クランプおよび受容クランプの表面のみの寸法公差の精度を必要とする、金属積層体を提供することである。

本発明の別の目的は、上記で定義されたタイプの金属積層体の所望のパターンの範囲内で形成されることが可能な、積層体スタックを提供することである。本発明のさらなる目的は、上述のように、その製造プロセスにおいて、採用される加工機の作業速度を損なうことなく、ならびに積層体および積層体スタックの製造費用を増加させることなく、獲得されることが可能な金属積層体および金属積層体のスタックを提供することである。

本発明の付加的な目的は、異なる材料のバッチが使用されるときであっても所望のパターンの範囲内で繰り返し獲得されることが可能な、上記で定義されたような積層体スタックを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、異なる機械的特性（既存の問題のうちの１つ）を最小限に抑えて、異なる材料で作られた積層体を相互接続できるようにする、積層体スタックを製造するためのプロセスを提供することである。

これらおよびその他の目的は、複数の重ね合された積層体を含む金属積層体のスタックを通じて達成されるが、各積層体は、１つの挿入クランプと、１つの受容クランプと、少なくとも１つの受容窓を含む結合要素の少なくとも１つのアセンブリとを含み、前記結合要素は互いに対して同じ相対位置を維持し、挿入クランプおよび受容クランプは、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体のそれぞれの部分によって画定され、積層体の各挿入クランプは、隣接積層体の受容クランプの内部に干渉によって嵌め込まれ、積層体の各受容クランプは、スタックの少なくとも１つの積層体の受容窓に収容されている。本発明は、上記で定義されたような、結合要素の少なくとも１つのアセンブリを含む、金属片で形成された積層体を、さらに提供する。

本発明の積層体スタックは、ａ−上記で定義されたような結合要素の少なくとも１つのアセンブリを含む第一金属積層体を製造するステップと、ｂ−製造された第一積層体を支持マトリクスまで案内するステップと、ｃ−ステップ「ａ」で定義されたように第二積層体を製造するステップと、ｄ−軸方向に、第二積層体の受容クランプおよび挿入クランプを、第一積層体の受容窓および受容クランプとそれぞれ位置合わせさせるために、第一積層体を備える支持マトリクスを移動させるステップと、ｅ−第一積層体の受容窓内に第二積層体の受容クランプを収容するため、および第一積層体の受容クランプ内に第二積層体の挿入クランプを干渉によって嵌め込むために、第二積層体を支持マトリクスまで案内してこれを第一積層体に対してプレスするステップと、ｆ−ステップ「ａ」および「ｃ」で定義されたように第三積層体を製造するステップと、ｇ−軸方向に、第三積層体の受容クランプおよび挿入クランプを、第二積層体の受容窓および受容クランプとそれぞれ位置合わせさせるために、第一および第二積層体を備える支持マトリクスを移動させるステップと、ｈ−第二積層体の受容窓内に第三積層体の受容クランプを収容するため、および第二積層体の受容クランプ内に第三積層体の挿入クランプを干渉によって嵌め込むために、第三積層体を支持マトリクスまで案内してこれを第二積層体に対してプレスするステップと、ｉ−積層体スタックを画定する積層体のスタッキングが終了するまで、ステップ「ｃ」から「ｈ」を繰り返すステップと、を含むプロセスを通じて、獲得される。

本発明はさらに、すでに定義された挿入および受容クランプならびに受容窓に加えて、第二受容窓を含む、結合要素の少なくとも１つのアセンブリを含む積層体によって、積層体スタックが形成されることを可能にする。本発明のこの変形例において、積層体の各受容クランプは、直接隣接する積層体の第二受容窓を通じて載置され、前記直接隣接積層体の後に積層体の第一窓の内部に収容される。

本明細書において提案されるソリューションは、挿入および受容クランプを打ち抜くための複雑で精密な加工機を必要とすることなく、単一のパターンの積層体の間に確実で有効な軸方向および回転可能な係止を得られるようにする。

本発明の積層体スタックを形成するためのプロセスは、その製造プロセスにおいて、採用される加工機の作業速度を損なうことなく、ならびに積層体および積層体スタックの製造費用を増加させることなく、前記積層体スタックを得られるようにする。

本発明のこれらおよびその他の目的および利点は、本発明の実施形態の例示による、添付図面を参照して、より明確になるだろう。

本発明によって構築された金属積層体の下部斜視図である。 結合要素のアセンブリのうちの１つを表す、図１に示される積層体の一部の拡大斜視図である。 別の隣接積層体の受容クランプに対する積層体のうちの１つの挿入クランプの間の、ならびに前記受容クランプと図示されるスタックの第三積層体の受容窓との間の相対的位置決めを断面図で示す、３つの重ね合わせられた積層体の一部の模式図である。 結合要素の各アセンブリが２つの受容窓を含む構造的変形例による、別の隣接積層体の受容クランプに対する積層体のうちの１つの挿入クランプの間の、ならびに前記受容クランプとスタックの第三および第四積層体の受容窓との間の相対的位置決めを断面図で示す、４つの重ね合わせられた積層体の一部の模式図である。 異なる段階が参照符号ＩからＩＶで示されている、本発明による、積層体スタックを得るための異なる段階における金属プレートの模式的な上面図である。 積層体スタッキングステーションにおける、積層体スタックの形成のための第一積層体を示す、積層体打ち抜きステーションの模式的な部分切り取り側面図である。

以下の説明は、たとえば電気モータの、積層体スタックの形成に適用される、円板状の金属積層体１０に関するものの、本発明は、異なる用途のために、２つ以上の積層体を互いに固定するために適用されてもよいことは、理解されるべきである。図面に示されるように、積層体１０は、通常は、打ち抜きパンチ３およびすでに形成された積層体１０のための支持マトリクス４が設けられた打ち抜きユニット２において金属プレート１を打ち抜くことによって得られ、その中で積層体１０が順送りにスタッキングされて互いに係止される、中心孔１１を有する。

本発明の積層体スタックは、複数の重ね合わせられた金属積層体１０を含み、各積層体１０は結合要素の少なくとも１つのアセンブリＳを含み、前記アセンブリＳは、１つの挿入クランプ２０、１つの受容クランプ３０、および少なくとも１つの受容窓４０を含む。

挿入クランプ２０および受容クランプ３０は、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体１０のそれぞれの部分によって画定され、積層体１０の各挿入クランプ２０は、隣接積層体１０の受容クランプ３０の内部に干渉によって嵌め込まれ、積層体１０の各受容クランプ３０は、スタックの少なくとも１つの積層体１０の受容窓４０に収容されている。

図示される構造形態において、積層体１０は切断プロセスによって得られるその輪郭を有し、その一方で挿入クランプ２０および受容クランプ３０は、積層体１０のそれぞれの部分を切断して引き抜くプロセスによって得られる。挿入クランプ２０は、受容クランプ３０の内部輪郭に内接している、類似の形状を有する。受容窓４０は、切断プロセスによって得られる。

図１から図３および図４に示される構造において、挿入クランプ２０および受容クランプ３０は、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体のそれぞれの部分によって、最大でスタックの積層体１０の各々の厚みに等しい伸長によって、画定される。

図１から図３および図４で例示される構造形態において、積層体１０の受容クランプ３０は、干渉を伴わずに直接隣接する積層体１０の受容窓４０の内部に収容されて後者の厚みを占有し、その一方で、前記受容クランプ３０に嵌め込まれた挿入クランプ２０は、受容クランプ３０を担持する積層体の厚みを占有する。

図１から図３および図４に示される構造形態によれば、結合要素の各アセンブリＳは、挿入クランプ２０および受容クランプ３０の他に、アセンブリＳの結合要素のためにすでに定義されたように設けられた、受容窓４０を含む。

前記構造には、第一から第三までの上層上位積層体１０という３つの重ね合された積層体１０が示されている。この実施形態において、第二積層体１０は、第一積層体１０の受容窓４０に収容されたその受容クランプ３０と、第一積層体１０の受容クランプ３０内に干渉によって嵌め込まれたその挿入クランプ２０と、を有する。

第三積層体１０は、第二積層体１０の受容窓４０に収容されたその受容クランプ３０と、第二積層体１０の受容クランプ３０内に干渉によって嵌め込まれたその挿入クランプ２０とを有し、スタックのその後の積層体についても同様に続く。

図３Ａのみに示される別の構造形態によれば、結合要素の各アセンブリＳは、挿入クランプ２０および受容クランプ３０の他に、アセンブリＳの結合要素のためにすでに定義された同じ特徴にしたがって配置された、第一受容窓４０および第二受容窓４０’を含む。

とは言うものの、前記構造的変形例には、第一から第四までの上部積層体１０という４つの重ね合された積層体１０が示されている。前記変形例において、第二積層体１０は、第一積層体１０の第一窓４０と位置合わせされたその第二受容窓４０’と、第一積層体１０の第二受容窓４０’に収容されたその受容クランプ３０と、第一積層体１０の受容クランプ３０内に干渉によって嵌め込まれたその挿入クランプ２０と、を有する。

第三積層体１０は、第二積層体１０の第一受容窓４０と位置合わせされたその第二受容窓４０’と、第二積層体１０の第二受容窓４０’を通じて第一積層体１０の第一窓４０の内部に収容されたその受容クランプ３０と、第二積層体１０の受容クランプ３０内に干渉によって嵌め込まれたその挿入クランプ２０と、を有し、第四積層体１０およびスタックのその後の積層体についても同様に続く。

上記で引用された構造的変形例において、受容クランプ３０は、機械的干渉を伴わずに、２つの隣接して連続する積層体１０の受容窓４０、４０’の内部に収容される。

図面は各積層体１０における結合要素の４つのアセンブリＳの提供を示しているものの、各積層体１０には、その結合要素が互いに角度的に等しく離間している、単一のアセンブリＳが設けられてもよいことは、理解されるべきである。また、別のタイプの結合要素の別のサブアセンブリから角度的に離間したサブアセンブリにグループ分けされている、異なるアセンブリの、同じタイプの結合要素を備える、結合要素のより多くのアセンブリＳを提供することも、可能である。このため、結合要素の異なるアセンブリＳの挿入クランプ２０は、サブアセンブリとしてグループ分けされて、互いにわずかに離間していてもよく、その一方で受容クランプ３０および受容窓４０もまた、同じタイプの結合要素のそれぞれのサブアセンブリとしてグループ分けされることになる。

結合要素のアセンブリＳの数、および各積層体にこれらが配置される方法にかかわらず、結合要素が互いに対して同じ相対的位置決めを維持すべきであることは、特筆されるべきである。

電気モータのステータまたはロータの積層体スタックの積層体の形成を対象とする、図示される構造において、積層体１０の結合要素は、同じ角距離αだけ互いに等しく離間して、円周方向に位置合わせされて配置される。

結合要素のアセンブリＳの受容窓４０は、通常は機械的干渉を伴わずに、図３に表示される実施形態に示されるように、受容窓４０が設けられたものに直接隣接する積層体１０の受容クランプ３０を、あるいは図３Ａに示されるように、直接隣接するものに続く積層体１０の受容クランプ３０を、受容するような寸法の貫通開口部の形態を取る。

図示される構造において、各積層体１０の結合要素のアセンブリＳは、同じ角距離βだけ互いに離間しており、図１から図４に示される４つのアセンブリＳは、形成される積層体スタックの寸法特性に応じて、より多くまたは少なく提供されてもよいことは、理解される。

挿入クランプ２０および受容クランプ３０は通常、切断および引き抜きプロセスによって形成された積層体１０のそれぞれの部分によって画定されるものの、前記クランプは、先に記載されたように、２つずつの隣接積層体の固定の際に、相互干渉によって相互作用することが可能であれば、積層体１０のそれぞれの部分を切断し、または切断することなく、別の打ち抜き法によって形成されることも可能である。

図示される構造例において、挿入クランプ２０は、類似の実質的に三角錐台の形状を有し、受容クランプ３０の内部に干渉によって嵌め込まれることが可能である。

上記で定義された積層体１０の構造は、軸方向間隙を間に形成することなく、互いに着座し合う複数の積層体として前記積層体をスタックさせることを可能にする。

本明細書において提案された構造は、２つずつの隣接積層体が互いに対して完全に着座すること、したがって他方のそれぞれの受容クランプ３０内におけるそのうちの１つの挿入クランプ２０の締まり嵌めによって、軸方向にかつ回転可能に係止されることを可能にし、その一方で前記受容クランプ３０は、別の積層体のそれぞれの受容窓４０、４０’の内部に受容される。すでに述べられたように、積層体１０の隣接面に対する挿入クランプ２０および受容クランプ３０の軸方向突起は、図３に示される構造において、スタックの形成に利用される積層体１０の厚みの値に制限される。したがって、受容クランプ３０は隣接積層体１０のそれぞれの受容窓４０の厚みの内部に収容されることが可能であり、前記クランプが、２つずつの隣接積層体１０の対向面の全域における所望の必要な相互着座から隣接積層体１０を外向きに押し出すことを、防止する。

すでに述べられたように、図３Ａの構造的変形例において、積層体１０の隣接面に対する挿入クランプ２０および受容クランプ３０の軸方向突起は、スタックの形成に使用される２つの積層体１０の厚みの値に制限される。

本明細書で提案される係止システムにおいて、挿入クランプ２０は、その突起している外面が機械的干渉によって、各々の受容クランプ３０の内部に嵌め込まれるのに適した寸法を有するように、成形されるべきである。このため、前記受容クランプ３０は、その内面が、挿入クランプ２０を受容および保持するのに適切な形状であることのみを、必要とする。

挿入クランプ２０および受容クランプ３０のその他の表面は、厳しい公差を有するように成形される必要はなく、打ち抜き加工機の形成および保守を簡素化する。各タイプのクランプは、挿入または受容の１つの特定機能のみを有する。図示される実施形態を考えると、各積層体１０には好ましくは結合要素の少なくとも２つのアセンブリＳが設けられ、前記アセンブリＳの各々は連続的に、１つの挿入クランプ２０、１つの受容クランプ３０、および少なくとも１つの受容窓４０を含み、前記アセンブリＳは同じ角距離βだけ互いに離間していることが、理解され得る。

電気モータのステータまたはロータの形成における積層体スタックの適用を考えると、積層体１０のアセンブリＳの結合要素の円周方向位置合わせは、その輪郭に対して中心かつ同心である。図１から図３および図４の実施形態による、本発明の積層体スタックは、一般的に、
ａ−１つの挿入クランプ２０、１つの受容クランプ３０、および１つの受容窓４０を含む、結合要素の少なくとも１つのアセンブリＳを含む第一金属積層体１０を製造するステップであって、前記結合要素は互いに対して同じ相対的位置決めを維持し、挿入クランプ２０および受容クランプ３０は、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体１０のそれぞれの部分によって画定される、ステップと、
ｂ−製造された第一積層体１０を支持マトリクス４まで案内するステップと、
ｃ−第一積層体１０の製造についてステップ「ａ」で定義されたように、第二積層体１０を製造するステップと、
ｄ−軸方向に、第二積層体１０の受容クランプ３０および挿入クランプ２０を、第一積層体１０の受容窓４０および受容クランプ３０とそれぞれ位置合わせさせるために、第一積層体１０を備える支持マトリクス４を移動させるステップと、
ｅ−第一積層体１０の受容窓４０内に第二積層体１０の受容クランプ３０を収容するため、および第一積層体１０の受容クランプ３０内に第二積層体１０の挿入クランプ２０を干渉によって嵌め込むために、第二積層体１０を支持マトリクス４まで案内してこれを第一積層体１０に対してプレスするステップと、
ｆ−ステップ「ａ」および「ｃ」で定義されたように第三積層体１０を製造するステップと、
ｇ−軸方向に、第三積層体１０の受容クランプ３０および挿入クランプ２０を、第二積層体１０の受容窓４０および受容クランプ３０とそれぞれ位置合わせさせるために、第一および第二積層体１０を備える支持マトリクス４を移動させるステップと、
ｈ−第二積層体１０の受容窓４０内に第三積層体１０の受容クランプ３０を収容するため、および第二積層体１０の受容クランプ３０内に第三積層体１０の挿入クランプ２０を干渉によって嵌め込むために、第三積層体１０を支持マトリクス４まで案内してこれを第二積層体１０に対してプレスするステップと、
ｉ−積層体スタックを画定する積層体１０のスタッキングが終了するまで、ステップ「ｃ」から「ｈ」を繰り返すステップと、を有するプロセスを用いて、獲得される。

積層体１０の円板の形態および結合要素の円周方向位置合わせも考えると、支持マトリクス４は、その上に提供される各積層体１０に続いて、積層体１０を受容する前に、角度的に移動させられる。

図３Ａの実施形態による、本発明の積層体スタックは、一般的に、
ａ−１つの挿入クランプ２０、１つの受容クランプ３０、および２つの受容窓４０を含む、結合要素の少なくとも１つのアセンブリＳを含む第一金属積層体１０を製造するステップであって、前記結合要素は互いに対して同じ相対的位置決めを維持し、挿入クランプ２０および受容クランプ３０は、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体１０のそれぞれの部分によって画定される、ステップと、
ｂ−製造された第一積層体１０を支持マトリクス４まで案内するステップと、
ｃ−第一積層体１０の製造についてステップ「ａ」で定義されたように、第二積層体１０を製造するステップと、
ｄ−軸方向に、第二積層体１０の第二受容窓４０’、受容クランプ３０、および挿入クランプ２０を、第一積層体１０の第一受容窓４０、第二受容窓４０’、および受容クランプ３０とそれぞれ位置合わせさせるために、第一積層体１０を備える支持マトリクス４を移動させるステップと、
ｅ−第一積層体１０の第二受容窓４０’内に第二積層体１０の受容クランプ３０を収容するため、および第一積層体１０の受容クランプ３０内に第二積層体１０の挿入クランプ２０を干渉によって嵌め込むために、第二積層体１０を支持マトリクス４まで案内してこれを第一積層体１０に対してプレスするステップと、
ｆ−ステップ「ａ」および「ｃ」で定義されたように第三積層体１０を製造するステップと、
ｇ−軸方向に、第三積層体１０の第二受容窓４０’、受容クランプ３０、および挿入クランプ２０を、第二積層体１０の第一受容窓４０、第二受容窓４０’、および受容クランプ３０とそれぞれ位置合わせさせるために、第一および第二積層体１０を備える支持マトリクス４を移動させるステップと、
ｈ−第二積層体１０の第二受容窓４０’を通じて第一積層体１０の第一窓４０の内部に第三積層体１０の受容クランプ３０を収容するため、および第二積層体１０の受容クランプ３０内に第三積層体１０の挿入クランプ２０を干渉によって嵌め込むために、第三積層体１０を支持マトリクス４まで案内してこれを第二積層体１０に対してプレスするステップと、
ｉ−積層体スタックを画定する積層体１０のスタッキングが終了するまで、ステップ「ｃ」から「ｈ」を繰り返すステップと、を有するプロセスを用いて、獲得される。

図４は、図１から図３にしたがって構築された積層体１０を示しており、これは、積層体スタックを形成する場合に、ロータケージの形成のためにアルミニウムで満たされた筐体を提供するように設計された、たとえば複数の開口部１２が打ち抜かれた金属プレート１から得られる。

積層体１０を形成する金属プレート１の領域に、挿入クランプ２０、受容クランプ３０、受容窓４０、および開口部１２と中心孔１１を製造した後、積層体１０は金属プレート１から切り抜かれて支持マトリクス４まで案内される。図４は、簡素化されたある程度模式的なやり方で、積層体１０の形成のためのプロセスの一例のみを示す。

図４に示される例によれば、金属プレート１は打ち抜きユニット２に供給され、打ち抜きプロセスの第一段階において、積層体スタックを用いて得られるロータのアルミニウムケージの製造に送られるが、前記開口部１２は、中心孔１１と同心の円形配列にしたがって、形成される積層体１０の円形外周輪郭の付近に、配置されている。

中心孔１１および開口部１２の獲得に続く段階において、金属板１は結合要素のアセンブリＳの打ち抜きに送られることが可能であるが、これらは挿入クランプ２０および受容クランプ３０ａによって、ならびに１つまたは２つの受容窓４０、４０’によって画定されており、その全ては、中心孔１１と同心かつその中間にある円形配列、ならびに開口部１２の円形配列にしたがって、配置されている。

続く段階において、積層体１０の外部輪郭の切断が実行され、そして金属板１からすでに分離された前記積層体１０は、支持マトリクス４またはブレーキマトリクスまで案内される（図５）。

挿入クランプ２０および／または受容クランプ３０は、先に記載されたように、たとえば積層体１０のそれぞれの部分の切断または変形によって、あるいは金属プレート１を破断することなく変形のみによって、獲得されることが可能である。

打ち抜かれた各積層体１０はパンチ３によって支持マトリクス４まで案内されるが、積層体１０の受容の際に、支持マトリクス４が、例示される特定用途において、上記で言及された打ち抜き段階にしたがって、金属プレート１から形成されてこれと分離された別の積層体１０を前記積層体１０の上に着座させる前に、前記積層体１０の中心軸を中心に回転の形を取る移動を積層体１０に受けさせることは、特筆される。支持マトリクス４上にすでに位置決めされた積層体１０の回転は、支持マトリクス４上で受容された最後の積層体１０の結合要素と、金属プレート１から取り外された後に支持マトリクス４上で受容された新しい積層体１０の結合要素との間の精密な軸位置合わせを可能にするようになっていなければならない。

支持マトリクス４の回転角は、結合要素のアセンブリＳの数および分布による。

本発明のある選択肢において、支持マトリクス４上にすでに設けられた積層体１０上の各積層体１０の着座はパンチ３によって実行され、これはまた、機械的干渉による、先に着座して、形成されている積層体スタックに係止された、積層体１０の受容クランプ３０内の、次の積層体の挿入クランプ２０の強制挿入を生じさせる。

本発明を実行するやり方において、積層体スタックの積層体１０は、結合要素の同じアセンブリＳを有する。別の建設的な選択肢において、積層体スタックの最後の積層体のみがその前のものとは異なり、前記最終積層体は、好ましくは受容窓および受容クランプのみが設けられた、図示されない、分離積層体である。

本発明のソリューションは積層体スタックを提供し、その積層体は、２つずつの隣接積層体において、互いに回転可能におよび軸方向に係止され、結果的に、本明細書において論じられた周知の先行技術のスタックよりも壊れにくく、より高速で製造されるスタックを生じ、前記積層体の形成のためのプロセスは、使用される加工機について同じ精度を要求することなく、周知の構造の積層体を得るためのプロセスよりも少なくステップを必要とする。

代替実施形態は、当業者によって可能なものとして理解され、請求項の範囲に含まれると見なされるべきである。このため、上記の説明は、例示となるものであって本発明を限定するものではないと理解されるべきである。全ての自明な代替例および変形例は、添付請求項の範囲に含まれる。

Claims (19)

1. 複数の重ね合された積層体（１０）を含む金属積層体のスタックであって、各積層体（１０）が、少なくとも１つのアセンブリ（Ｓ）を含み、前記アセンブリ（Ｓ）が、１つの挿入クランプ（２０）と、１つの受容クランプ（３０）と、少なくとも１つの受容窓（４０、４０’）とを含み、前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、各アセンブリ（Ｓ）における同じ相対的位置を維持し、挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定され、積層体（１０）の各挿入クランプ（２０）が、隣接積層体（１０）の受容クランプ（３０）の内部に干渉によって嵌め込まれ、積層体（１０）の各受容クランプ（３０）が、スタックの少なくとも１つの積層体（１０）の受容窓（４０、４０’）に収容されていることを特徴とする、金属積層体のスタック。
2. 挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定され、挿入クランプ（２０）が、受容クランプ（３０）の形状と類似する形状を有し、かつ受容クランプ（３０）の内部輪郭に内接していることを特徴とする、請求項１に記載の金属積層体のスタック。
3. 受容クランプ（３０）が、機械的干渉を伴わずに、隣接積層体（１０）の受容窓（４０）の内部に収容されることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の金属積層体のスタック。
4. 受容クランプ（３０）が、機械的干渉を伴わずに、２つの隣接して連続する積層体（１０）の受容窓（４０、４０’）の内部に収容されることを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の金属積層体のスタック。
5. 金属積層体が円板の形状を有し、アセンブリ（Ｓ）の前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、円板の中心から等しい距離に配置され、かつ同じ角距離（α）だけ互いに等しく離間していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の金属積層体のスタック。
6. 各積層体（１０）には、少なくとも２つのアセンブリ（Ｓ）が設けられており、前記アセンブリ（Ｓ）の各々が、連続的に、１つの挿入クランプ（２０）、１つの受容クランプ（３０）、および少なくとも１つの受容窓（４０、４０’）を含み、前記アセンブリ（Ｓ）が、同じ角距離（β）だけ互いに離間していることを特徴とする、請求項５に記載の金属積層体のスタック。
7. 前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）の円板の中心からの距離が、円板の半径の半分であることを特徴とする、請求項５または６のいずれか一項に記載の、電気モータのステータまたはロータの形成に使用される、金属積層体のスタック。
8. 重ね合された金属積層体のスタックの形成のための積層体であって、積層体が、少なくとも１つのアセンブリ（Ｓ）を含み、前記アセンブリ（Ｓ）が、１つの挿入クランプ（２０）と、１つの受容クランプ（３０）と、少なくとも１つの受容窓（４０、４０’）とを含み、前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、各アセンブリ（Ｓ）における同じ相対的位置を維持し、挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定され、積層体（１０）の挿入クランプ（２０）が、隣接積層体（１０）の受容クランプ（３０）の内部に干渉によって嵌め込まれる寸法になっており、１つの積層体（１０）の受容クランプ（３０）が、少なくとももう１つの積層体（１０）の受容窓（４０、４０’）に収容される寸法になっていることを特徴とする、積層体。
9. 挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定され、挿入クランプ（２０）が、受容クランプ（３０）の形状と類似する形状を有し、かつ受容クランプ（３０）の内部輪郭に内接していることを特徴とする、請求項８に記載の積層体。
10. 受容窓（４０、４０’）が、その内部に、機械的干渉を伴わずに、別の積層体（１０）の受容クランプ（３０）を受容する寸法になっていることを特徴とする、請求項８または９のいずれか一項に記載の積層体。
11. 金属積層体が円板の形状を有し、アセンブリ（Ｓ）の前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、円板の中心から等しい距離に配置され、かつ同じ角距離（α）だけ互いに等しく離間していることを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の積層体。
12. 少なくとも２つのアセンブリ（Ｓ）が設けられており、前記アセンブリ（Ｓ）の各々が、連続的に、１つの挿入クランプ（２０）、１つの受容クランプ（３０）、および少なくとも１つの受容窓（４０、４０’）を含み、前記アセンブリ（Ｓ）が、同じ角距離（β）だけ互いに離間していることを特徴とする、請求項１１に記載の積層体。
13. 前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）の円板の中心からの距離が、円板の半径の半分であることを特徴とする、請求項１１または１２のいずれか一項に記載の、電気モータのステータまたはロータの形成に使用される、積層体。
14. 重ね合された金属積層体のスタックの形成のためのプロセスであって、
    ａ−１つの挿入クランプ（２０）、１つの受容クランプ（３０）、および１つの受容窓（４０）を含む少なくとも１つのアセンブリ（Ｓ）を含む、第一金属積層体（１０）を製造するステップであって、前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、各アセンブリ（Ｓ）における同じ相対的位置を維持し、挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定される、ステップと、
    ｂ−製造された第一積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内するステップと、
    ｃ−第一積層体（１０）の製造についてステップ「ａ」で定義されたように、第二積層体（１０）を製造するステップと、
    ｄ−軸方向に、第二積層体（１０）の受容クランプ（３０）および挿入クランプ（２０）を、第一積層体（１０）の受容窓（４０）および受容クランプ（３０）とそれぞれ位置合わせさせるために、第一積層体（１０）を備える支持マトリクス（４）を移動させるステップと、
    ｅ−第一積層体（１０）の受容窓（４０）内に第二積層体（１０）の受容クランプ（３０）を収容するため、および第一積層体（１０）の受容クランプ（３０）内に第二積層体（１０）の挿入クランプ（２０）を干渉によって嵌め込むために、第二積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内してこれを第一積層体（１０）に対してプレスするステップと、
    ｆ−ステップ「ａ」および「ｃ」で定義されたように第三積層体（１０）を製造するステップと、
    ｇ−軸方向に、第三積層体（１０）の受容クランプ（３０）および挿入クランプ（２０）を、第二積層体（１０）の受容窓（４０）および受容クランプ（３０）とそれぞれ位置合わせさせるために、第一および第二積層体（１０）を備える支持マトリクス（４）を移動させるステップと、
    ｈ−第二積層体（１０）の受容窓（４０）内に第三積層体（１０）の受容クランプ（３０）を収容するため、および第二積層体（１０）の受容クランプ（３０）内に第三積層体（１０）の挿入クランプ（２０）を干渉によって嵌め込むために、第三積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内してこれを第二積層体（１０）に対してプレスするステップと、
    ｉ−積層体スタックを画定する積層体（１０）のスタッキングが終了するまで、ステップ「ｃ」から「ｈ」を繰り返すステップと、を含むことを特徴とする、プロセス。
15. 挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体を切断することおよび引き抜くことによって形成された積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定され、挿入クランプ（２０）が、受容クランプ（３０）の形状と類似する形状を有し、受容クランプ（３０）の内部輪郭に内接することを特徴とする、請求項１４に記載のプロセス。
16. 金属積層体が円板の形状を有し、アセンブリ（Ｓ）の前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、円板の中心から等しい距離に配置され、かつ同じ角距離（α）だけ互いに等しく離間しており、支持マトリクス（４）が、第一積層体（１０）に続いて積層体（１０）を受容する前に角度的に移動させられることを特徴とする、請求項１４または１５のいずれか一項に記載のプロセス。
17. 各積層体（１０）には少なくとも２つのアセンブリ（Ｓ）が設けられており、前記アセンブリ（Ｓ）の各々が、連続的に、１つの挿入クランプ（２０）、１つの受容クランプ（３０）、および少なくとも１つの受容窓（４０、４０’）を含み、前記アセンブリ（Ｓ）が、同じ角距離（β）だけ互いに離間していることを特徴とする、請求項１６に記載のプロセス。
18. 前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）の円板の中心からの距離が、円板の半径の半分であることを特徴とする、請求項１６または１７のいずれか一項に記載の、電気モータのステータまたはロータの形成に使用される、プロセス。
19. 重ね合された金属積層体のスタックの形成のためのプロセスであって、
    ａ−１つの挿入クランプ（２０）、１つの受容クランプ（３０）、および２つの受容窓（４０、４０’）を含む少なくとも１つのアセンブリ（Ｓ）を含む、第一金属積層体（１０）を製造するステップであって、前記挿入クランプ（２０）、前記受容クランプ（３０）、および前記受容窓（４０、４０’）が、各アセンブリ（Ｓ）における同じ相対的位置を維持し、挿入クランプ（２０）および受容クランプ（３０）が、積層体の同じ側に軸方向に突起している積層体（１０）のそれぞれの部分によって画定される、ステップと、
    ｂ−製造された第一積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内するステップと、
    ｃ−第一積層体（１０）の製造についてステップ「ａ」で定義されたように、第二積層体（１０）を製造するステップと、
    ｄ−軸方向に、第二積層体（１０）の第二受容窓（４０’）、受容クランプ（３０）、および挿入クランプ（２０）を、第一積層体（１０）の第一受容窓（４０）、第二受容窓（４０’）、および受容クランプ（３０）とそれぞれ位置合わせさせるために、第一積層体（１０）を備える支持マトリクス（４）を移動させるステップと、
    ｅ−第一積層体（１０）の第二受容窓（４０’）内に第二積層体（１０）の受容クランプ（３０）を収容するため、および第一積層体（１０）の受容クランプ（３０）内に第二積層体（１０）の挿入クランプ（２０）を干渉によって嵌め込むために、第二積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内してこれを第一積層体（１０）に対してプレスするステップと、
    ｆ−ステップ「ａ」および「ｃ」で定義されたように第三積層体（１０）を製造するステップと、
    ｇ−軸方向に、第三積層体（１０）の第二受容窓（４０’）、受容クランプ（３０）、および挿入クランプ（２０）を、第二積層体（１０）の第一受容窓（４０）、第二受容窓（４０’）、および受容クランプ（３０）とそれぞれ位置合わせさせるために、第一および第二積層体（１０）を備える支持マトリクス（４）を移動させるステップと、
    ｈ−第二積層体（１０）の第二受容窓（４０’）を通じて第一積層体（１０）の第一受容窓（４０）の内部に第三積層体（１０）の受容クランプ（３０）を収容するため、および第二積層体（１０）の受容クランプ（３０）内に第三積層体（１０）の挿入クランプ（２０）を干渉によって嵌め込むために、第三積層体（１０）を支持マトリクス（４）まで案内してこれを第二積層体（１０）に対してプレスするステップと、
    ｉ−積層体スタックを画定する積層体（１０）のスタッキングが終了するまで、ステップ「ｃ」から「ｈ」を繰り返すステップと、を含むことを特徴とする、プロセス。

Images