WO2020182248A1 - Verfahren zum herstellen einer mehrzahl an klauenpolblechen - Google Patents

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WO2020182248A1
WO2020182248A1 PCT/DE2020/100084 DE2020100084W WO2020182248A1 WO 2020182248 A1 WO2020182248 A1 WO 2020182248A1 DE 2020100084 W DE2020100084 W DE 2020100084W WO 2020182248 A1 WO2020182248 A1 WO 2020182248A1
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sheet metal
claw pole
metal strip
claw
pole plates
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PCT/DE2020/100084
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Mathias Eccarius
Christian KÜHHIRT
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/145Stator cores with salient poles having an annular coil, e.g. of the claw-pole type

Definitions

  • US 5 854 526 A describes a three-phase permanent magnetic rotary electric machine.
  • the method according to the invention is used to produce a plurality of
  • the sheet metal strip is punched.
  • the stamped sheet metal strip comprises a continuous web in a longitudinal direction of the
  • the division of the sheet metal strip into the individual sheet metal strips takes place after punching and after bending the starting from the first
  • the tabs for the claw poles that extend from the first longitudinal side of the web preferably extend perpendicular to the longitudinal direction of the
  • Step of the method according to the invention tabs of the stamped sheet metal strip were bent
  • Fig. 1 shows a sheet metal strip, which in one step of a preferred

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl an Klauenpolblechen (12) für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren. Die Klauenpolgeneratoren sind bevorzugt jeweils zur Integration in ein Wälzlager ausgebildet. In einem Schritt des Verfahrens wird ein Blechband aus einem ferromagnetischen Material bereitgestellt. Es erfolgt ein Stanzen des Blechbandes. Das gestanzte Blechband umfasst einen durchgehenden Steg (01) in einer Längsrichtung des Blechbandes und Laschen zur Ausbildung von Klauenpolen (04). Die Laschen erstrecken sich ausgehend von einer ersten Längsseite des Steges (01). Die Laschen werden um mindestens eine Biegeachse gebogen, um die Klauenpole (04) auszubilden. Das Blechband wird in einzelne Blechbänder geteilt. Erfindungsgemäß werden die Stege (01) der einzelnen, gestanzten und gebogenen Blechbänder zumindest zu Ringsegmenten mit unterschiedlich großen Durchmessern gebogen. Die ringsegmentförmig gebogenen Stege (01) und die daran angeordneten Klauenpole (04) bilden jeweils ein Klauenpolblech (12).

Description

Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl an Klauenpolblechen
Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl an Klauenpolblechen für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren. Die Klauenpolgeneratoren sind bevorzugt jeweils zur Integration in ein Wälzlager ausgebildet. Im Weiteren betrifft die Erfindung eine Mehrzahl an Klauenpolblechen für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren.
Die DE 1 513 850 und die DE 1 788 017 zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Klauenpol-Körpers. Bei diesem Verfahren wird ein Blechstreifen mit beiderseits abstehenden, gegeneinander versetzten Fingern gestanzt, zu einem Polygon gebogen und an seinen Enden zusammengeschweißt. Die Finger werden zur Bildung der die Ringwicklung umfassenden Klauen nach innen oder außen abgekantet.
Aus der DE 25 48 314 ist ein Drehstromgenerator bekannt, welcher ein innerhalb einer Stator-Polsystems rotierbares Klauenpol-Läufersystem umfasst. Das Klauenpol- Läufersystem weist zwei mechanisch verbundene Polringe auf. Mindestens einer der Polringe ist aus einem Blech hergestellt. Das Band wurde nach einem Freistanzen der Klauen zu einem Ring gebogen. Eine entstehende Nahtstelle wurde verschweißt.
Die DE 100 05 781 A1 und die WO 01/59906 A1 betreffen einen Drehstromgenerator, welcher ein eine Statorwicklung tragenden Stator und ein Klauenpolläufersystem mit zwei als Polradhälften ausgebildeten Polringen umfasst, welche in gegenseitig ineinandergreifende Klauen auslaufen. Die Klauenpole sind durch ein ringförmiges, aus einem aus nichtmagnetischem Blech gefertigtes Klauenverschlussband fest miteinander verbunden. Das Klauenverschlussband ist mit ausgeformten
Verbindungselementen ausgestaltet, welche die Klauenzwischenräume ausfüllen.
Die WO 2006/120093 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Klauenpols einer elektrischen Maschine. Der Klauenpol wird nach einem Umformprozess einer anschließenden Temperaturbehandlung durch elektromagnetische Induktion unterzogen. Die WO 2009/034095 A2 lehrt einen Klauenpolgenerator mit zwei Polradhälften, welche klauenförmige Magnetpole aufweisen. Die Magnetpole der beiden
Polradhälften greifen ineinander und sind mit einem ringförmigen Verschlusskörper verbunden. Der Verschlusskörper ist zwischen benachbarten Magnetpolen angeordnet. Endabschnitte des Verschlusskörpers sind als Befestigungsabschnitte ausgebildet. Mindestens zwei freie Endabschnitte sind jeweils über
Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden, welche mit den
Befestigungsabschnitten Zusammenwirken.
Die DE 101 46 047 B4 beschreibt eine Transversalflussmaschine mit
weichmagnetischen Zähnen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die US 2013/0 049 548 A1 beschreibt ein Statorjoch umfassend einen ersten Rohrabschnitt mit erstem und zweitem axialen Ende und mehrere erste
Polabschnitten auf, die mit dem ersten Rohrabschnitt als ein einstückiges, einheitliches Element ausgebildet sind.
Die US 5 854 526 A beschreibt eine dreiphasige permanentmagnetische elektrische Rotationsmaschine.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, den Aufwand für die Bereitstellung unterschiedlich großer Klauenpolbleche für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren zu senken.
Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen einer Mehrzahl an
Klauenpolblechen für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren. Die
Klauenpolgeneratoren sind bevorzugt zur Integration in jeweils ein Wälzlager ausgebildet. Hierzu sind die Statoren bevorzugt jeweils zur Integration in einen Außenring des jeweiligen Wälzlagers ausgebildet. Die Klauenpolgeneratoren sind bevorzugt zur Integration in Wälzlager mit unterschiedlich großen Durchmessern ausgebildet. Daher weisen die Statoren und somit auch die herzustellenden Klauenpolbleche unterschiedlich große Durchmesser auf.
In einem Schritt des Verfahrens wird ein Blechband aus einem ferromagnetischen Material bereitgestellt. Das ferromagnetische Material ist bevorzugt durch einen Stahl gebildet; insbesondere durch einen Tiefziehstahl.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird das Blechband gestanzt. Das gestanzte Blechband umfasst einen durchgehenden Steg in einer Längsrichtung des
Blechbandes und Laschen zur Ausbildung von Klauenpolen. Somit werden durch das Stanzen der Steg und die Laschen ausgeformt. Die Laschen erstecken sich
ausgehend von einer ersten Längsseite des Steges. Die Laschen erstecken sich bevorzugt senkreckt zur Längsrichtung des Steges. Die Laschen sind bevorzugt gleich ausgebildet und äquidistant angeordnet.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens erfolgt ein Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen um mindestens eine Biegeachse, um die Klauenpole auszubilden. Die eine Biegeachse bzw. die mehreren Biegeachse sind bevorzugt parallel zur Längsrichtung des Blechbandes ausgerichtet.
Das Stanzen des Blechbandes und das Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen erfolgen bevorzugt in einem
Arbeitsvorgang mit einem Stanz-Biegewerkzeug.
Das Blechband wird in einzelne Blechbänder geteilt. Das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder kann vor oder nach dem Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen erfolgen. Das Stanzen des Blechbandes, das Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen und das Teilen des Blechbandes in die einzelnen
Blechbänder können in einem Arbeitsvorgang erfolgen.
Erfindungsgemäß erfolgt ein Biegen der Stege der einzelnen, gestanzten und gebogenen Blechbänder zumindest zu Ringsegmenten, d. h. zu Ringsegmenten oder vollständigen Ringen. Es können nämlich einzelne der Ringsegmente auch einen Mittelpunktswinkel von 360° aufweisen, sodass es sich dabei um vollständige Ringe handelt. Die Ringsegmente einschließlich der ggf. ausgebildeten Ringe weisen unterschiedlich große Durchmesser auf, wofür zumindest zwei der Ringsegmente einschließlich der ggf. ausgebildeten Ringe unterschiedlich große Durchmesser aufweisen. Die ringsegmentförmig bzw. ringförmig gebogenen Stege und die daran angeordneten Klauenpole bilden jeweils ein Klauenpolblech. Zumindest zwei der erhaltenen Klauenpolbleche weisen unterschiedlich große Durchmesser auf, sodass sie für Statoren mit unterschiedlich großen Durchmessern verwendet werden können. Die Mittelpunktswinkel der Ringsegmente betragen bevorzugt mindestens 180° und weiter bevorzugt mindestens 270°.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das bereitzustellende Blechband sowie die Arbeitsschritte des Stanzens des Blechbandes und des Biegens der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen keiner Anpassung bedürfen, um unterschiedlich große Klauenpolbleche herzustellen. Es ist somit nicht notwendig, für jede Größe eines Klauenpolgenerators ein einzelnes Werkzeug zur Herstellung der Klauenpolbleche als Ronden bereitzustellen. Die Anpassung an unterschiedlich große
Klauenpolgeneratoren erfolgt durch unterschiedlich große Biegeradien bzw.
Biegedurchmesser beim Biegen der Stege. Die Anzahl der Klauenpole ergibt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die Länge der geteilten Blechbänder. Der Materialverbrauch bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Klauenpolbleche aus den gestanzten Blechbändern ist im Vergleich zur Herstellung aus Ronden deutlich geringer. Das erfindungsgemäße Verfahren ist im Vergleich zur Herstellung von Klauenpolblechen aus Ronden wesentlich aufwandsärmer.
Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die einzelnen Blechbänder, welche durch das Teilen des bereitgestellten Blechbandes erhalten werden, gleiche Längen in der Längsrichtung auf. Somit gleichen sich die einzelnen, gestanzten und gebogenen Blechbänder. Die Ringsegmente bzw. die Ringe, zu denen die Stege gebogen wurden, weisen dann unterschiedlich große Mittelpunktswinkel auf. Zumindest zwei der Ringsegmente bzw. der Ringe weisen unterschiedlich große Mittelpunktswinkel auf.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens weisen die einzelnen Blechbänder, welche durch das Teilen des bereitgestellten Blechbandes erhalten werden, unterschiedliche Längen in der Längsrichtung auf. Zumindest zwei der einzelnen Blechbänder weisen unterschiedliche Längen auf. Im Ergebnis werden unterschiedlich lange, gestanzte und gebogene Blechbänder erhalten. Das Biegen der Stege der einzelnen, unterschiedlich langen, gestanzten und gebogenen Blechbänder kann grundsätzlich zu vollständigen Ringen mit
unterschiedlich großen Durchmessern führen.
Wie bereits erläutert kann das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder vor oder nach dem Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder nach dem Stanzen des
Blechbandes, aber vor dem Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen, sodass das Teilen des gestanzten Blechbandes in die einzelnen Blechbänder erfolgt. Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder vor dem Stanzen des
Blechbandes bzw. der einzelnen Blechbänder. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform erfolgt das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder nach dem Stanzen und nach dem Biegen der sich ausgehend von der ersten
Längsseite des Steges erstreckenden Laschen, sodass das Teilen des gestanzten, gebogenen Blechbandes in die einzelnen Blechbänder erfolgt.
Das Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen erfolgt bevorzugt um zwei beabstandete Biegeachsen. Die Biegeachsen sind parallel zur Längsrichtung des Blechbandes ausgerichtet. Hierdurch weisen die ausgebildeten Klauenpole in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung jeweils ein L-Profil auf oder, wenn sie gemeinsam mit dem Steg betrachtet werden, ein C-Profil auf. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Blechband nach dem Stanzen Laschen zur Ausbildung von Haken. Auch diese Laschen werden somit durch das Stanzen geformt. Diese Laschen erstrecken sich ausgehend von einer zweiten Längsseite des Steges. Diese Laschen sind bevorzugt gleich ausgebildet und äquidistant angeordnet. Die erste Längsseite des Steges und die zweite Längsseite bilden gegenüberliegende Seiten des Steges. Somit sind die Laschen zur Bildung der Klauenpole auf der einen Seite des Steges angeordnet, während die Laschen zur Bildung der Haken auf der gegenüberliegenden Seite des Steges angeordnet sind. Diese Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfassen einen weiteren Schritt, in welchem die sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen um mindestens eine
Biegeachse gebogen werden, um die Haken auszubilden. Diese eine Biegeachse bzw. diese mehreren Biegeachsen sind bevorzugt parallel zur Längsrichtung des Blechbandes ausgerichtet. Die Haken des gestanzten und gebogenen Blechbandes sind bevorzugt gleich ausgebildet. Die Haken des späteren Klauenpolbleches dienen zur Befestigung des Klauenpolbleches.
Die sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Klauenpole erstrecken sich bevorzugt senkrecht zur Längsrichtung des
Blechbandes. Die sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges
erstreckenden Laschen für die Haken erstrecken sich bevorzugt senkrecht zur Längsrichtung des Blechbandes.
Mittelpunkte der sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges
erstreckenden, äquidistant angeordneten Laschen weisen in der Längsrichtung bevorzugt jeweils einen ersten Abstand zueinander auf. Dies gilt ebenso für die durch diese Laschen nach dem Biegen gebildeten Klauenpole. Mittelpunkte der sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges erstreckenden, äquidistant angeordneten Laschen weisen in der Längsrichtung bevorzugt jeweils einen zweiten Abstand zueinander auf. Dies gilt ebenso für die durch diese Laschen nach dem Biegen gebildeten Haken. Der erste Abstand und der zweite Abstand sind bevorzugt gleich. Die sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden gleich ausgebildeten Laschen für die Klauenpole weisen in der Längsrichtung bevorzugt jeweils eine erste Breite auf. Die sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges erstreckenden, gleich ausgebildeten Laschen für die Haken weisen in der Längsrichtung bevorzugt jeweils eine zweite Breite auf. Die erste Breite und die zweite Breite sind bevorzugt gleich. Somit sind die Klauenpole und die Haken bevorzugt gleich breit.
Die sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Klauenpole und die sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Haken weisen bevorzugt gleiche Positionen in der Längsrichtung auf. Somit weisen die sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Klauenpole und die sich ausgehend von der zweiten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Haken keinen Versatz auf.
Zwischen den sich ausgehend von der ersten Längsseite des Steges erstreckenden Laschen für die Klauenpole ist jeweils eine Lücke vorhanden. Diese gleich großen Lücken weisen jeweils eine Lückenbreite auf, welche bevorzugt größer als die erste Breite der Laschen für die Klauenpole ist. Die Lückenbreite ist bevorzugt mindestens doppelt so groß wie die erste Breite der Laschen für die Klauenpole.
Bei bevorzugten Ausführungsformen bilden jeweils zwei der Klauenpolbleche einen Klauenpolblechkäfig für den jeweiligen Stator. Somit werden Paare der
Klauenpolbleche benötigt. Entsprechend erfolgt erfindungsgemäß das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder paarweise, sodass Paare der einzelnen Blechbänder erhalten werden. Die beiden Blechbänder eines jeden der Paare der Blechbänder besitzen dabei eine gleiche Länge und sind auch im Übrigen bevorzugt gleich ausgebildet. Die Paare der Blechbänder können unterschiedlich lang sein.
Nach dem Biegen der Stege werden die Paare der Klauenpolbleche erhalten.
Das Verfahren ist bevorzugt auch zum Herstellen der Klauenpolblechkäfige für die Statoren ausgebildet. Hierfür umfasst das Verfahren erfindungsgemäß einen Schritt, in welchem die beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der Klauenpolbleche jeweils zu einem Klauenpolblechkäfig zusammengesteckt werden. Im Ergebnis werden die Klauenpolblechkäfige erhalten, wobei zumindest zwei der
Klauenpolblechkäfige unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Nach dem
Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der
Klauenpolbleche wirkt eine Selbsthemmung gegen ein Aufbiegen der Ringsegmente.
Beim Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der Klauenpolbleche rasten erfindungsgemäß jeweils die Haken des einen der beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der Klauenpolbleche über bzw. auf den Steg des jeweils anderen der beiden Klauenpolbleche des jeweiligen Paares der
Klauenpolbleche ein. Die Haken schnappen dabei über den Steg des jeweils anderen der beiden Klauenpolbleche des jeweiligen Paares, sodass die Paare der
Klauenpolbleche durch eine Snap-In-Montage fest zusammengefügt werden. Die Verbindung zwischen den Klauenpolblechen ist kraftschlüssig und selbstsichernd.
Die Klauenpolbleche der Klauenpolblechkäfige sind bevorzugt so gebogen, dass nach dem Einsetzen der Klauenpolblechkäfige jeweils in ein Gehäuse des jeweiligen Klauenpolgenerators eine Kraft von dem jeweiligen Klauenpolblechkäfig in radialer Richtung nach außen auf das jeweilige Gehäuse wirkt.
Das Verfahren ist bevorzugt auch zum Herstellen der Statoren der elektrischen Klauenpolgeneratoren ausgebildet. Hierfür umfasst das Verfahren einen Schritt, in welchem vor dem Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der Klauenpolbleche jeweils eine elektrische Spule in eines der beiden
Klauenpolbleche des jeweiligen Paares der Klauenpolbleche eingelegt wird. Nach dem Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche eines jeden der Paare der Klauenpolbleche befindet sich eine der Spulen in dem jeweiligen Klauenpolblechkäfig, wodurch der jeweilige Stator ausgebildet ist. Im Ergebnis werden die Statoren erhalten, wobei zumindest zwei der Statoren unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Eine Mehrzahl an Klauenpolblechen wird bevorzugt durch das erfindungsgemäße Verfahren oder durch eine der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt. Die Klauenpolbleche umfassen jeweils einen zumindest zu einem Ringsegment gebogenen Steg und seitlich daran angeordnete Klauenpole. Die Stege der Klauenpolbleche weisen einen gleichen Querschnitt auf. Die Klauenpole der Klauenpolbleche sind gleich ausgebildet. Da die Stege jeweils zumindest zu einem Ringsegment gebogen sind, weisen die Stege jeweils die Form eines Ringsegmentes oder eines vollständigen Ringes auf.
Erfindungsgemäß weisen die Ringsegmente und ggf. die Ringe unterschiedlich große Durchmesser auf, während die Stege gleiche Längen besitzen können. Zumindest weisen zwei der Ringsegmente und ggf. der Ringe unterschiedlich große
Durchmesser auf.
Die Mehrzahl der Klauenpolbleche weist bevorzugt auch Merkmale auf, die im
Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blechband, welches in einem Schritt einer bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gestanzt wurde;
Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte, gestanzte Blechband, nachdem in einem weiteren
Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens Laschen des gestanzten Blechbandes gebogen wurden;
Fig. 3 das in Fig. 2 gezeigte, gestanzte und gebogene Blechband, während in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Steg des gestanzten und gebogenen Blechbandes zu einem Ringsegment gebogen wird;
Fig. 4 das in Fig. 3 gezeigte, gestanzte und gebogene Blechband, nachdem es vollständig zu dem Ringsegment gebogen wurde und ein Klauenpolblech erhalten wurde; Fig. 5 ein dem in Fig. 3 gezeigten Blechband gleichendes Blechband, nachdem es vollständig zu einem Ringsegment mit einem größeren Durchmesser gebogen wurde und ein weiteres Klauenpolblech erhalten wurde;
Fig. 6 zwei der in Fig. 5 gezeigten Klauenpolbleche, welche zu einem
Klauenpolblechkäfig zusammengesteckt wurden; und
Fig. 7 zwei der in Fig. 4 gezeigten Klauenpolbleche in einem elektrischen
Klauenpolgenerator.
Fig. 1 zeigt ein Blechband, welches in einem Schritt einer bevorzugten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens gestanzt wurde. Vor dem Stanzen hatte das Blechband die Form eines langen Rechteckes. Nach dem Stanzen ist ein durchgehender Steg 01 ausgebildet. An einer ersten Längsseite 02 des Steges 01 sind Laschen 03 ausgestanzt wurden, welche in einem weiteren Schritt des
Verfahrens zu Klauenpolen 04 (gezeigt in Fig. 2) gebogen werden. Die Laschen 03 für die Klauenpole 04 (gezeigt in Fig. 2) sind gleich ausgebildet und gleich beabstandet angeordnet. An einer zweiten Längsseite 06 des Steges 01 sind Laschen 07 ausgestanzt wurden, welche in einem weiteren Schritt des Verfahrens zu Haken 08 (gezeigt in Fig. 2) gebogen werden. Die Laschen 07 für die Haken 08 (gezeigt in Fig. 2) sind gleich ausgebildet und gleich beabstandet angeordnet. Die Laschen 03 für die Klauenpole 04 (gezeigt in Fig. 2) und die Laschen 07 für die Haken 08 (gezeigt in Fig. 2) weisen eine gleiche Ausdehnung in einer Längsrichtung des Blechbandes, d. h. eine gleiche Breite auf. Auch befinden sich die Laschen 03 für die Klauenpole 04 (gezeigt in Fig. 2) und die Laschen 07 für die Haken 08 (gezeigt in Fig. 2) an gleichen Positionen in Bezug auf die Längsrichtung des Blechbandes.
Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 gezeigte, gestanzte Blechband, nachdem in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die Laschen 03, 07 des gestanzten Blechbandes gebogen wurden. Die Laschen 03 (gezeigt in Fig. 1 ) wurden zu den Klauenpolen 04 gebogen. Die Laschen 07 (gezeigt in Fig. 1 ) wurden zu den Haken 08 gebogen. Die Laschen 03, 07 (gezeigt in Fig. 1 ) wurden jeweils 90° um zwei beabstandete Biegeachsen gebogen, um die Klauenpole 04 und die Haken 08 zu erhalten. Fig. 3 zeigt das in Fig. 2 gezeigte, gestanzte und gebogene Blechband, während in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens der Steg 01 des gestanzten und gebogenen Blechbandes zu einem Ringsegment gebogen wird. Das Biegen des Steges 01 zu einem Ringsegment erfolgt beginnend an einem ersten Ende des Steges 01 , wobei ein vorgegebener Winkel zwischen den Klauenpolen 04 erzielt wird.
Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 gezeigte, gestanzte und gebogene Blechband, nachdem es vollständig zu dem Ringsegment gebogen wurde und so zu ein Klauenpolblech 09 umgeformt wurde. Die Ringsegmentform des Klauenpolbleches 09 weist einen Mittelpunktswinkel von etwa 340° auf, sodass kein geschlossener Ring gegeben ist und eine Pollücke 11 verbleibt. Das Klauenpolblech 09 weist 27 der Klauenpole 04 auf.
Fig. 5 zeigt ein dem in Fig. 3 gezeigten Blechband gleichendes Blechband, nachdem es vollständig zu einem Ringsegment gebogen wurde, welches im Vergleich zu dem in Fig. 4 gezeigten Ringsegment einen größeren Durchmesser aufweist. Auf diese Weise wurde ein weiteres Klauenpolblech 12 mit einem größeren Durchmesser erhalten. Die Ringsegmentform des Klauenpolbleches 12 weist einen
Mittelpunktswinkel von etwa 280° auf, sodass kein geschlossener Ring gegeben ist. Da der Mittelpunktswinkel kleiner als bei der in Fig. 4 gezeigten Ringsegmentform ist, ist eine Pollücke 13 des Klauenpolbleches 12 größer als die Pollücke 11 des
Klauenpolbleches 09. Auch das weitere Klauenpolblech 12 weist 27 der Klauenpole 04 auf.
Fig. 6 zeigt zwei der in Fig. 5 gezeigten Klauenpolbleche 12, welche zu einem
Klauenpolblechkäfig 14 zusammengesteckt wurden. Die Flaken 08 des jeweiligen Klauenpolbleches 12 rasten beim Zusammenstecken über den Steg 01 des jeweils anderen Klauenpolbleches 12, wodurch die beiden Klauenpolbleche 12 fest miteinander verbunden werden und ein magnetischer Fluss gewährleistet ist. Fig. 7 zeigt zwei der in Fig. 4 gezeigten Klauenpolbleche 09 in einem elektrischen Klauenpolgenerator 16. Die beiden Klauenpolbleche 09 wurden wie die beiden in Fig. 6 gezeigten Klauenpolbleche 12 zusammengesteckt, wobei zuvor eine elektrische Spule 17 dazwischen angeordnet wurde. Die beiden Klauenpolbleche 09 mit der elektrischen Spule 17 bilden einen Stator des Klauenpolgenerators 16. Ein Rotorblech 18 und darauf angeordnete Rotormagnete 19 bilden einen Rotor des
Klauenpolgenerators 16. Das Rotorblech 18 sitzt auf einem Innenring 21 eines Wälzlagers. Der Klauenpolgenerator 16 ist entsprechend zur Integration in das Wälzlager vorgesehen.
Bezuqszeichenliste Steg
erste Längsseite
Lasche
Klauenpol
- zweite Längsseite
Lasche
Haken
Klauenpolblech Pollücke
Klauenpolblech
Pollücke
Klauenpolblechkäfig
- Klauenpolgenerator
Spule
Rotorblech
Rotormagnet Innenring

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl an Klauenpolblechen (09, 12) für Statoren von elektrischen Klauenpolgeneratoren (16); folgende Schritte umfassend:
Bereitstellen eines Blechbandes aus einem ferromagnetischen Material;
Stanzen des Blechbandes, wobei das gestanzte Blechband einen
durchgehenden Steg (01 ) in einer Längsrichtung des Blechbandes und Laschen (03) zur Ausbildung von Klauenpolen (04) umfasst, und wobei sich die Laschen (03) ausgehend von einer ersten Längsseite (02) des Steges (01 ) erstrecken;
Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite (02) des Steges (01 ) erstreckenden Laschen (03) um mindestens eine Biegeachse, um die
Klauenpole (04) auszubilden; paarweises Teilen des Blechbandes in einzelne Blechbänder, sodass Paare der einzelnen Blechbänder erhalten werden, wobei die beiden Blechbänder eines jeden der Paare der Blechbänder eine gleiche Länge besitzen;
Biegen der Stege (01 ) der einzelnen, gestanzten und gebogenen Blechbänder zumindest zu Ringsegmenten mit unterschiedlich großen Durchmessern, wobei die ringsegmentförmig gebogenen Stege (01 ) und die daran angeordneten Klauenpole (04) jeweils ein Klauenpolblech (09, 12) bilden, sodass nach dem Biegen der Stege (01 ) Paare der Klauenpolbleche (09; 12) erhalten werden,
Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche (09; 12) eines jeden der Paare der Klauenpolbleche (09; 12) zu jeweils einem Klauenpolblechkäfig (14) wobei jeweils die Haken (08) des einen der beiden Klauenpolbleche (09; 12) eines jeden der Paare der Klauenpolbleche (09; 12) auf den Steg (01 ) des jeweils anderen der beiden Klauenpolbleche (12; 09) des jeweiligen Paares der
Klauenpolbleche (09; 12) einrasten.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente jeweils einen Mittelpunktswinkel aufweisen, welcher mindestens 180° beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilen des Blechbandes in die einzelnen Blechbänder nach dem Stanzen des
Blechbandes und nach dem Biegen der sich ausgehend von der ersten
Längsseite (02) des Steges (01 ) erstreckenden Laschen (03) erfolgt, sodass das Teilen des gestanzten, gebogenen Blechbandes erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der sich ausgehend von der ersten Längsseite (02) des Steges (01 ) erstreckenden Laschen (03) um zwei beabstandete Biegeachsen erfolgt, wobei die Biegeachsen parallel zur Längsrichtung des Blechbandes ausgerichtet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechband nach dem Stanzen Laschen (07) zur Ausbildung von Haken (08) umfasst, welche sich ausgehend von einer zweiten Längsseite (06) des Steges (01 ) erstrecken, wobei das Verfahren folgenden weiteren Schritt umfasst.
Biegen der sich ausgehend von der zweiten Längsseite (06) des Steges (01 ) erstreckenden Laschen (07) um mindestens eine Biegeachse, um die Haken (08) auszubilden.
6. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin zur Ausbildung von Statoren der elektrischen Klauenpolgeneratoren (16)
ausgebildet, wofür vor dem Zusammenstecken der beiden Klauenpolbleche (09) eines jeden der Paare der Klauenpolbleche (09) jeweils eine elektrische Spule (17) in eines der beiden Klauenpolbleche (09) des jeweiligen Paares der Klauenpolbleche (09) eingelegt wird.
PCT/DE2020/100084 2019-03-12 2020-02-10 Verfahren zum herstellen einer mehrzahl an klauenpolblechen WO2020182248A1 (de)

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DE102019106322.1A DE102019106322B3 (de) 2019-03-12 2019-03-12 Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl an Klauenpolblechen
DE102019106322.1 2019-03-12

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