DE102022004618A1

DE102022004618A1 - Method for producing at least two cores, in particular stator cores, for an axial flow machine, in particular of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102022004618A1
Application number: DE102022004618.0A
Authority: DE
Inventors: Torben Schulze
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens zweier Kerne (10, 12) für eine Axialflussmaschine durch Stanzpaketieren, bei welchem der jeweilige Kern (10, 12) aus jeweiligen Blechlagen, die aus wenigstens einem Halbzeug (14) ausgestanzt und in eine jeweilige Stapelrichtung (16) aufeinander gestapelt werden, als ein jeweiliges, sich in eine jeweilige, parallel zur jeweiligen Stapelrichtung (16) verlaufende Verjüngungsrichtung (18) verjüngendes Prisma hergestellt wird, wobei ein jeweiliger Bereich (B1), der als die jeweilige Blechlage für einen ersten der Kerne (10, 12) aus dem Halbzeug (14) ausgestanzt wird, und ein jeweiliger Bereich (B2), der als die jeweilige Blechlage für den zweiten Kern (12) aus dem Halbzeug (14) ausgestanzt wird, entlang einer senkrecht zur jeweiligen Stapelrichtung (16) verlaufenden, ersten Erstreckungsrichtung (30) des Halbzeugs (14) aufeinanderfolgen und entlang einer senkrecht zur jeweiligen Stapelrichtung (16) und senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung (30) verlaufenden, zweiten Erstreckungsrichtung (32) des Halbzeugs (32) auf gleicher Höhe angeordnet sind.

The invention relates to a method for producing at least two cores (10, 12) for an axial flow machine by means of punching and stacking, in which the respective core (10, 12) is produced from respective sheet metal layers, which are punched out of at least one semi-finished product (14) and stacked on top of one another in a respective stacking direction (16), as a respective prism tapering in a respective tapering direction (18) running parallel to the respective stacking direction (16), wherein a respective region (B1), which is punched out of the semi-finished product (14) as the respective sheet metal layer for a first of the cores (10, 12), and a respective region (B2), which is punched out of the semi-finished product (14) as the respective sheet metal layer for the second core (12), follow one another along a first extension direction (30) of the semi-finished product (14) running perpendicular to the respective stacking direction (16), and along a direction perpendicular to the respective stacking direction (16) and perpendicular to the first Extension direction (30) extending, second extension direction (32) of the semi-finished product (32) are arranged at the same height.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens zweier Kerne, insbesondere Statorkerne, für eine Axialflussmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method for producing at least two cores, in particular stator cores, for an axial flux machine, in particular of a motor vehicle.

Die DE 10 2016 000 399 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines mehrere aufeinandergestapelte Blechlagen aufweisenden Blechpakets für eine elektrische Maschine. Des Weiteren ist der DE 10 2009 034 238 A1 ein Statorsegment eines Stators als bekannt zu entnehmen. Darüber hinaus ist aus der DE 10 2018 000 771 A1 ein Blechpaket für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt.The EN 10 2016 000 399 A1 discloses a method for producing a laminated core comprising several stacked laminated cores for an electrical machine. Furthermore, the EN 10 2009 034 238 A1 a stator segment of a stator is known. In addition, the EN 10 2018 000 771 A1 a laminated core for a stator of an electrical machine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, sodass Kerne für eine Axialflussmaschine besonders vorteilhaft hergestellt werden können.The object of the present invention is to provide a method so that cores for an axial flow machine can be produced particularly advantageously.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen wenigstens zweier Kerne für eine Axialflussmaschine, insbesondere für einen Stator einer Axialflussmaschine. Dies bedeutet, dass die Axialflussmaschine in ihrem vollständig hergestellten Zustand wenigstens einen Rotor und wenigstens einen Stator aufweist. Dabei weist der Rotor oder der Stator zumindest einen der Kerne auf. Bei dem Verfahren werden die Kerne durch Stanzpaketieren, das heißt durch ein Stanzpaketierverfahren hergestellt. Bei dem Verfahren, das heißt bei dem Stanzpaketieren, wird der jeweilige Kern aus jeweiligen Blechlagen hergestellt, wobei der jeweilige Kern als ein jeweiliges Prisma hergestellt wird. Mit anderen Worten ist der jeweilige Kern nach seiner Herstellung ein Prisma. Wieder mit anderen Worten weist der jeweilige Kern nach seiner Herstellung außenumfangsseitig die Form eines Prismas auf. Beispielsweise kann der jeweilige beziehungsweise das jeweilige Prisma einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Bei dem Verfahren, das heißt bei dem Stanzpaketieren wird der jeweilige Kern aus den jeweiligen Blechlagen derart hergestellt, dass die jeweiligen Blechlagen für den jeweiligen Kern aus wenigstens einem Halbzeug wie beispielsweise einem Blechband ausgestanzt werden, und die jeweiligen Blechlagen werden für den jeweiligen Kern in eine jeweilige Stapelrichtung aufeinandergestapelt, mithin aufeinander angeordnet, sodass der jeweilige Kern beziehungsweise das jeweilige Prisma in die jeweilige Stapelrichtung aufgebaut oder gefüllt wird. Insbesondere wird beispielsweise eine jeweilige Aufnahme in die jeweilige Stapelrichtung mit den jeweiligen Blechlagen des jeweiligen Kerns gefüllt, sodass die Stapelrichtung beispielsweise auch als Füllrichtung bezeichnet wird. Das jeweilige Prisma verjüngt sich in eine jeweilige, parallel zur jeweiligen Stapelrichtung verlaufende Verjüngungsrichtung. Insbesondere ist es denkbar, dass die Kerne beziehungsweise die Prismen baugleich hergestellt werden und somit in ihrem vollständig hergestellten Zustand baugleich ausgebildet sind.The invention relates to a method for producing at least two cores for an axial flow machine, in particular for a stator of an axial flow machine. This means that the axial flow machine in its fully manufactured state has at least one rotor and at least one stator. The rotor or the stator has at least one of the cores. In the method, the cores are produced by punching, i.e. by a punching process. In the method, i.e. by punching, the respective core is produced from respective sheet metal layers, wherein the respective core is produced as a respective prism. In other words, the respective core is a prism after its production. In other words again, the respective core has the shape of a prism on the outer circumference after its production. For example, the respective prism or prisms can have a triangular or trapezoidal cross-section. In the process, i.e. in the punching and bundling, the respective core is produced from the respective sheet metal layers in such a way that the respective sheet metal layers for the respective core are punched out of at least one semi-finished product such as a sheet metal strip, and the respective sheet metal layers are stacked on top of one another for the respective core in a respective stacking direction, i.e. arranged on top of one another, so that the respective core or the respective prism is built up or filled in the respective stacking direction. In particular, for example, a respective receptacle is filled with the respective sheet metal layers of the respective core in the respective stacking direction, so that the stacking direction is also referred to as the filling direction, for example. The respective prism tapers in a respective taper direction running parallel to the respective stacking direction. In particular, it is conceivable that the cores or the prisms are manufactured with the same construction and are therefore identical in their fully manufactured state.

Um nun die Kerne besonders vorteilhaft, insbesondere besonders kostengünstig, herstellen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei dem Verfahren ein jeweiliger Bereich, der als die jeweilige Blechlage für einen ersten der Kerne aus dem Halbzeug ausgestanzt wird, und ein jeweiliger Bereich, der als die jeweilige Blechlage für den zweiten Kern aus dem Halbzeug ausgestanzt wird, entlang einer senkrecht zur jeweiligen Stapelrichtung verlaufenden, ersten Erstreckungsrichtung des Halbzeugs aufeinanderfolgen, mithin nebeneinander angeordnet sind. Außerdem ist es vorgesehen, dass der jeweilige Bereich, der als die jeweilige Blechlage für den ersten Kern aus dem Halbzeug ausgestanzt wird, und der jeweilige Bereich, der als die jeweilige Blechlage für den zweiten Kern aus dem Halbzeug ausgestanzt wird, entlang einer senkrecht zur jeweiligen Stapelrichtung und senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung verlaufenden, zweiten Erstreckungsrichtung des Halbzeugs auf gleicher Höhe angeordnet sind. Das beispielsweise als Blechband ausgebildete Halbzeug weist beispielsweise entlang der ersten Erstreckungsrichtung eine erste Erstreckung, insbesondere eine Breite auf, und das Halbzeug weist beispielsweise entlang der zweiten Erstreckungsrichtung eine zweite Erstreckung, insbesondere eine Länge, auf. Somit sind die Bereiche entlang der Breite nebeneinander angeordnet, und dann entlang der Länge überlappen die Bereiche gegenseitig, insbesondere vollständig, sodass das Halbzeug besonders effizient genutzt werden kann, um aus dem Halbzeug die Kerne herzustellen. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Halbzeug als Rohmaterial im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen deutlich besser genutzt werden kann, um die Kerne herzustellen. Insbesondere kann ein Ausschuss, aus welchem die Kerne nicht hergestellt werden, besonders gering gehalten werden, sodass durch die Erfindung die Kerne besonders kostengünstig hergestellt werden können. Ganz insbesondere handelt es sich bei dem Halbzeug um ein Elektroband. Mit anderen Worten ist das Halbzeug vorzugsweise aus einem Elektroblech gebildet. Die erfinderisch eignet sich besonders vorteilhaft, um Axialflussmaschinen in der sogenannten Yokeless-Topologie (jochlose Topologie) herzustellen, wofür sich die beispielsweise in ihrem Querschnitt dreieckigen oder trapezförmigen und beispielsweise als Statorkerne ausgebildeten Kerne besonders vorteilhaft eignen.In order to be able to produce the cores particularly advantageously, in particular particularly cost-effectively, it is provided according to the invention that in the method a respective area that is punched out of the semi-finished product as the respective sheet metal layer for a first of the cores and a respective area that is punched out of the semi-finished product as the respective sheet metal layer for the second core follow one another along a first extension direction of the semi-finished product that runs perpendicular to the respective stacking direction, and are therefore arranged next to one another. In addition, it is provided that the respective area that is punched out of the semi-finished product as the respective sheet metal layer for the first core and the respective area that is punched out of the semi-finished product as the respective sheet metal layer for the second core are arranged at the same height along a second extension direction of the semi-finished product that runs perpendicular to the respective stacking direction and perpendicular to the first extension direction. The semi-finished product, which is designed as a sheet metal strip, for example, has a first extension, in particular a width, for example, along the first extension direction, and the semi-finished product has a second extension, in particular a length, for example, along the second extension direction. Thus, the areas are arranged next to each other along the width, and then along the length the areas overlap each other, in particular completely, so that the semi-finished product can be used particularly efficiently to produce the cores from the semi-finished product. This is to be understood in particular that the semi-finished product can be used much better as a raw material to produce the cores compared to conventional solutions. In particular, the amount of waste from which the cores are not produced can be kept particularly low, so that the cores can be produced particularly cost-effectively using the invention. In particular, the semi-finished product is an electrical strip. In other words, the semi-finished product is preferably made of an electrical sheet. The inventive method is particularly advantageous for producing axial flow machines in the so-called yokeless topology, for which the, for example, triangular or trapezoidal cross-section and, for example, as a sta Tor cores are particularly advantageous.

Insbesondere ermöglicht es die Erfindung, die zumindest nahezu gesamte Breite des Halbzeugs auszunutzen, um die jeweiligen Blechlagen sowohl für den ersten Kern als auch für den zweiten Kern auszustanzen.In particular, the invention makes it possible to utilize at least almost the entire width of the semi-finished product in order to punch out the respective sheet metal layers for both the first core and the second core.

Beispielsweise wird das Halbzeug entlang einer parallel zur zweiten Erstreckungsrichtung verlaufenden Zuführrichtung einer Stanzvorrichtung zugeführt, mittels welcher die Blechlagen für die Kerne aus dem Halbzeug ausgestanzt werden. Die Stanzvorrichtung weist beispielsweise zum Herstellen des ersten Kerns eine erste Stanzeinheit und zum Herstellen des zweiten Kerns eine zweite Stanzeinheit auf. Die jeweilige Stanzeinheit weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei auch als Messer oder Stanzmesser bezeichnete und als Messer oder Stanzmesser ausgebildete Schneidelemente auf, sodass beispielsweise mittels der Schneidelemente der ersten Stanzeinheit die Blechlagen für den ersten Kern und mittels der Stanzelemente der zweiten Blecheinheit die Blechlagen für den zweiten Kern ausgestanzt werden können. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass ein jeweiliger, entlang der ersten Erstreckungsrichtung verlaufender Abstand zwischen den jeweiligen Stanzelementen der jeweiligen Stanzeinheit eingestellt, das heißt verändert werden kann. Hierdurch kann eine jeweilige, entlang der ersten Erstreckungsrichtung verlaufende Breite der jeweiligen Blechlage für den jeweiligen Kern variiert werden, um dadurch den jeweiligen Kern als das jeweilige, sich verjüngende Prisma zeit- und kostengünstig herstellen zu können. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Stanzeinheiten entlang der ersten Erstreckungsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei es insbesondere denkbar ist, dass die Stanzeinheiten entlang der zweiten Erstreckungsrichtung auf gleiche Höhe angeordnet sind, mithin sich entlang der zweiten Erstreckungsrichtung, insbesondere vollständig, gegenseitig überlappen.For example, the semi-finished product is fed along a feed direction running parallel to the second direction of extension to a punching device, by means of which the sheet metal layers for the cores are punched out of the semi-finished product. The punching device has, for example, a first punching unit for producing the first core and a second punching unit for producing the second core. The respective punching unit has, for example, at least or exactly two cutting elements, also referred to as knives or punching blades and designed as knives or punching blades, so that, for example, the sheet metal layers for the first core can be punched out by means of the cutting elements of the first punching unit and the sheet metal layers for the second core can be punched out by means of the punching elements of the second sheet metal unit. In this case, it is particularly conceivable that a respective distance running along the first direction of extension between the respective punching elements of the respective punching unit can be set, i.e. changed. In this way, a respective width of the respective sheet metal layer for the respective core running along the first direction of extension can be varied in order to be able to produce the respective core as the respective tapered prism in a time- and cost-effective manner. In this case, it is particularly conceivable that the punching units are arranged one after the other along the first direction of extension, and it is particularly conceivable that the punching units are arranged at the same height along the second direction of extension, thus overlapping one another, in particular completely, along the second direction of extension.

Insbesondere ist es möglich, die Kerne gleichzeitig herzustellen beziehungsweise die jeweiligen Blechlagen für den ersten Kern und für den zweiten Kern gleichzeitig auszustanzen. Hierfür werden beispielsweise die Kerne ortsfest an einer jeweiligen Stelle der einfach auch als Stanzvorrichtung bezeichneten Vorrichtung gestapelt, insbesondere paketiert, indem beispielsweise das Halbzeug insbesondere entlang der Zuführrichtung durch die Stanzvorrichtung hindurchläuft. Dabei kann beispielsweise an der ortsfesten Stelle der Abstand zwischen den Stanzelementen der jeweiligen Stanzeinheit eingestellt, das heißt geändert werden, sodass die beiden, insbesondere räumlich getrennten, Kerne hergestellt werden können.In particular, it is possible to produce the cores at the same time or to punch out the respective sheet metal layers for the first core and for the second core at the same time. For this purpose, for example, the cores are stacked, in particular packaged, in a fixed location at a respective point on the device, which is also referred to simply as a punching device, for example by the semi-finished product running through the punching device, in particular along the feed direction. In this case, for example, the distance between the punching elements of the respective punching unit can be adjusted, i.e. changed, at the fixed location so that the two, in particular spatially separated, cores can be produced.

Insbesondere ermöglicht es die Idee, die zumindest nahezu gesamte Breite des beispielsweise als Blechband ausgebildeten Halbzeugs insbesondere entlang der zweiten Erstreckungsrichtung betrachtet an einer Stelle zu nutzen, insbesondere für die beispielsweise als Stanzformen ausgebildeten oder auch als Stanzformen bezeichneten Stanzeinheiten, wobei beispielsweise entlang der ersten Erstreckungsrichtung der Abstand zwischen den Stanzelementen verändert werden kann, sodass beispielsweise die Summe der beiden Stanzformbreiten beziehungsweise Abstände zwischen den Stanzelementen immer noch im Wesentlichen die Breite des Halbzeugs ergibt (Übermaß des Blechbands und des Abstands beider Stanzen zueinander zur Absicherung der Stanzmöglichkeit und Qualität). Somit wird im Grunde das beispielsweise als Blechband ausgebildete Halbzeug immer mit zwei Stanzreihen nebeneinander (in Bezug zur Breite), also in zwei Reihen, gestanzt.In particular, the idea makes it possible to use at least almost the entire width of the semi-finished product, for example in the form of a sheet metal strip, in particular along the second extension direction, in one place, in particular for the punching units designed, for example, as punching dies or also referred to as punching dies, whereby the distance between the punching elements can be changed, for example, along the first extension direction, so that, for example, the sum of the two punching die widths or distances between the punching elements still essentially results in the width of the semi-finished product (oversize of the sheet metal strip and the distance between the two punches to ensure the punching possibility and quality). Thus, the semi-finished product, for example in the form of a sheet metal strip, is basically always punched with two rows of punches next to each other (in relation to the width), i.e. in two rows.

Die Erfindung ist insbesondere zur gleichzeitigen Herstellung der Kerne geeignet, indem hier beispielsweise in der zuvor genannten, insbesondere als Stanzpaketiervorrichtung ausgebildeten Stanzvorrichtung, welche auch einfach als Vorrichtung bezeichnet wird, die Kerne ortsfest an einer Stelle in der Vorrichtung gestapelt und insbesondere paketiert werden, indem das beispielsweise als Band ausgebildete Halbzeug durchläuft und die Stanzform sich an der ortsfesten Stelle in der Breite ändert, sodass die beiden, insbesondere räumlich getrennten, Kerne zeitlich versetzt die Stanzformen von einer gleichen Stelle entlang des Halbzeugs bekommen, dessen beide Breiten dann zumindest im Wesentlichen die Breite des Blechbands (Halbzeug) ergeben.The invention is particularly suitable for the simultaneous production of the cores, in that, for example, in the previously mentioned punching device, which is particularly designed as a punching-packaging device, which is also simply referred to as a device, the cores are stacked and particularly packaged in a fixed location in the device, in that the semi-finished product, which is for example designed as a strip, passes through and the punching die changes in width at the fixed location, so that the two, particularly spatially separated, cores receive the punching dies from the same location along the semi-finished product at different times, the two widths of which then at least substantially result in the width of the sheet metal strip (semi-finished product).

Alternativ kann hier das Blechband die Vorrichtung auch durchlaufen, wobei die Vorrichtung für jede Stanzbreite eine Stanzform aufweist und die dann entsprechend an der Stelle des Blechbands die Stanzung durchführt und sodann am Ende des Blechbands auch wieder bezüglich der Breite zwei Stanzungen bekommen hat, die der Breite im Wesentlichen entsprechen. Hierzu kann oder soll dann der aufzubauende, dreieckige, als Prismakern bezeichnete Kern immer mit dem Blechband an die entsprechende Stelle in der Vorrichtung transportiert werden. Optional kann beispielsweise auch für jede Reihe der beiden Stanzreihen eine eigene Stanzform für jede Stanzbreite vorhanden sein, sodass dann auch nicht die seitliche Position der Stanzung verändert werden muss, sondern die beiden Kerne völlig eigenständig hergestellt werden können. Alternativ kann auch aus dem Blechband, aus welchem in einer ersten Vorrichtung einer Reihe der eine Kern stanzpaketiert wurde, in einer zweiten, insbesondere gleichartigen oder identischen, Vorrichtung, welche eben eine umgekehrte Reihenfolge oder Abfolge der Stanzformen hat, nochmals der andere Kern hergestellt werden. Alternativ kann das Blechband auch dieselbe Vorrichtung nochmals rückwärts, das heißt entgegen der Zuführrichtung durchlaufen und damit eben auch die umgekehrte Stanzreihenfolge für die andere Reihe durchführen, was zum gleichen Ergebnis führt. Auch kann denkbar sein, dass die Stanzungen unabhängig von einer Paketierung erfolgen und die einzelnen gestanzten Formen erst später entsprechend ihrer Reihenfolge paketiert werden. Dennoch kann damit auch hierbei ein Blechband mit einer einheitlichen Breite für alle Stanzformen verwendet werden, da immer die Breiten zweier Formen zumindest im Wesentlichen die Breite des Blechbands ergeben, was den Aufwand und die Lagerhaltung wesentlich vereinfacht im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen.Alternatively, the sheet metal strip can also pass through the device, whereby the device has a punching die for each punching width, which then carries out the punching at the location of the sheet metal strip and then at the end of the sheet metal strip has two punches again in terms of width, which essentially correspond to the width. For this purpose, the triangular core to be built up, known as a prism core, can or should always be transported with the sheet metal strip to the corresponding location in the device. Optionally, for example, there can also be a separate punching die for each punching width for each row of the two punching rows, so that the lateral position of the punching does not have to be changed, but the two cores can be produced completely independently. Alternatively, the sheet metal strip from which one core was punched in a first device in a row can also be used to produce the other core in a second, in particular similar or identical, device, which has a reverse order or sequence of punching dies. Alternatively, the sheet metal strip can also run through the same device again in reverse, i.e. against the feed direction, and thus also carry out the reverse punching sequence for the other row, which leads to the same result. It is also conceivable that the punching takes place independently of any packaging and that the individual punched shapes are only packaged later in accordance with their order. Nevertheless, a sheet metal strip with a uniform width can be used for all punching shapes, since the widths of two shapes always at least essentially result in the width of the sheet metal strip, which significantly simplifies the effort and storage compared to conventional solutions.

Grundsätzlich möglich ist eine geschickte Anordnung der beispielsweise veränderlichen Stanzelemente, wobei beispielsweise zur Beachtung einer Vorzugsrichtung hier nicht die veränderliche Breite der Stanzform in Richtung der Länge des Blechbands gelegt wird, womit einfach die Breite des Prismas der des Blechbands entspricht und so auch einfach ohne Verschnitt der Länge nach gestanzt werden könnte, sondern zur Aussetzung der gleichbleibenden Breite des Blechbands immer zwei Prismen, insbesondere als Polkerne, beispielsweise gleichzeitig gestanzt und hergestellt werden können, bei denen sich dann die beiden veränderlichen Breiten in Summe zumindest im Wesentlichen zur Blechbandbreite ergänzen. Hierbei kann zur Stanzung und Qualitätssicherung immer eine Überbreite des Blechbands vorgesehen werden, sodass die Stanzung auch gut und sicher funktionieren kann.In principle, a clever arrangement of the variable punching elements is possible, for example, whereby, for example, to observe a preferred direction, the variable width of the punching die is not placed in the direction of the length of the sheet metal strip, which would mean that the width of the prism simply corresponds to that of the sheet metal strip and could therefore also be punched lengthwise without waste, but to ensure that the width of the sheet metal strip remains constant, two prisms, in particular as pole cores, can always be punched and produced at the same time, for example, in which the two variable widths then add up to at least essentially the sheet metal strip width. An excess width of the sheet metal strip can always be provided for punching and quality assurance, so that the punching can also function well and safely.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen wenigstens zweier Kerne für eine oder mehrere Axialflussmaschinen; und
2 jeweils eine schematische Seitenansicht des jeweiligen Kerns.

The drawing shows in:

1 a schematic representation of a method for producing at least two cores for one or more axial flow machines; and
2 a schematic side view of each core.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with identical reference symbols.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen wenigstens zweier Kerne 10 und 12 für eine oder mehrere Axialflussmaschinen. Die Kerne 10 und 12 werden bei dem Verfahren insbesondere durch Stanzpaketieren hergestellt. Der jeweilige Kern 10, 12 wird aus jeweiligen, einfach auch als Lagen bezeichneten Blechlagen hergestellt, wobei die Blechlagen aus wenigstens oder genau einem vorliegend als Blechband 14 ausgebildeten Halbzeug ausgestanzt werden. Außerdem werden die Blechlagen in eine, durch eine Pfeil 16 veranschaulichte Stapelrichtung aufeinandergestapelt. Beispielsweise wird der jeweilige Kern 10, 12 in einer jeweiligen Aufnahme angeordnet beziehungsweise in der jeweiligen Aufnahme hergestellt, sodass beispielsweise die jeweilige Aufnahme in die jeweilige Stapelrichtung (Pfeil 16) mit den Blechlagen gefüllt wird. Daher wird die Stapelrichtung auch als Füllrichtung bezeichnet. 1 shows a schematic representation of a method for producing at least two cores 10 and 12 for one or more axial flow machines. The cores 10 and 12 are produced in the method in particular by punching and stacking. The respective core 10, 12 is produced from respective sheet metal layers, also simply referred to as layers, wherein the sheet metal layers are punched out from at least or exactly one semi-finished product, in this case designed as a sheet metal strip 14. In addition, the sheet metal layers are stacked on top of one another in a stacking direction illustrated by an arrow 16. For example, the respective core 10, 12 is arranged in a respective receptacle or produced in the respective receptacle, so that, for example, the respective receptacle is filled with the sheet metal layers in the respective stacking direction (arrow 16). The stacking direction is therefore also referred to as the filling direction.

Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass der jeweilige Kern 10, 12 als ein jeweiliges Prisma hergestellt wird, welches sich in eine jeweilige, durch einen Pfeil 18 veranschaulichte Verjüngungsrichtung verjüngt. Es ist erkennbar, dass bei dem oder für den Kern 12 die Verjüngungsrichtung der Stapelrichtung entspricht, wobei bei dem oder für den Kern 12 die Verjüngungsrichtung der Stapelrichtung entgegengesetzt ist beziehungsweise umgekehrt. Somit erfolgt bei dem Verfahren ein gegenläufiges Füllen, mithin eine gegenläufige Füllung.Particularly good looking 2 it can be seen that the respective core 10, 12 is produced as a respective prism which tapers in a respective taper direction illustrated by an arrow 18. It can be seen that in or for the core 12 the taper direction corresponds to the stacking direction, whereby in or for the core 12 the taper direction is opposite to the stacking direction or vice versa. Thus, in the process, a counter-directional filling takes place, and thus a counter-directional filling.

Die Blechlagen werden beispielsweise mittels einer einfach auch als Vorrichtung bezeichneten Stanzvorrichtung 20 aus dem Blechband 14 ausgestanzt. Hierfür wird beispielsweise das Blechband 14 der Vorrichtung in einer durch einen Pfeil 22 veranschaulichten Zuführrichtung zugeführt. Insbesondere je Kern 10, 12 weist die Vorrichtung eine jeweilige Stanzeinheit 24, 26 auf, wobei beispielsweise die Blechlagen für den Kern 10 mittels der Stanzeinheit 24 und die Blechlagen für den Kerne 12 mittels der Stanzeinheit 26 ausgestanzt werden. Die jeweilige Stanzeinheit 24, 26 umfasst jeweils wenigstens oder genau zwei beispielsweise als Stanzstempel ausgebildete Schneidelemente 28, welche, wie in 1 durch Doppelpfeile veranschaulicht ist, relativ zueinander bewegt und dadurch voneinander wegbewegt oder aufeinander zu bewegt werden können. Dies wird im Folgenden näher erläutert. Die Blechlagen für den Kern 10 werden mittels der Schneidelemente 28 der Stanzeinheit 24 ausgestanzt, und die Blechlagen für den Kern 12 werden mittels der Schneidelemente 28 der Stanzeinheit 26 ausgestanzt. Insbesondere wird das auch als Material bezeichnete Blechband 14 kornorientiert der Vorrichtung zugeführt. Das Verfahren ermöglicht es, das kornorientierte Material direkt von einem auch als Coil bezeichneten Wickel abzuwickeln und effizient zu verarbeiten.The sheet metal layers are punched out of the sheet metal strip 14, for example, by means of a punching device 20, also referred to simply as a device. For this purpose, the sheet metal strip 14 is fed to the device in a feed direction illustrated by an arrow 22. In particular, the device has a respective punching unit 24, 26 for each core 10, 12, wherein, for example, the sheet metal layers for the core 10 are punched out by means of the punching unit 24 and the sheet metal layers for the core 12 are punched out by means of the punching unit 26. The respective punching unit 24, 26 each comprises at least or exactly two cutting elements 28, for example designed as punching dies, which, as in 1 illustrated by double arrows, can be moved relative to each other and can thereby be moved away from each other or moved towards each other. This is explained in more detail below. The sheet metal layers for the core 10 are punched out by means of the cutting elements 28 of the punching unit 24, and the sheet metal layers for the core 12 are punched out by means of the cutting elements 28 of the punching unit 26. In particular, the sheet metal strip 14, also referred to as material, is fed to the device in a grain-oriented manner. The process enables the grain-oriented material to be unwound directly from a coil and processed efficiently.

Aus 1 ist erkennbar, dass ein jeweiliger Bereich B1, der als die jeweilige Blechlage für den ersten Kern 10 aus dem Blechband 14 ausgestanzt wird, und ein jeweiliger Bereich B2, der als die jeweilige Blechlage für den zweiten Kern 12 aus dem Blechband 14 ausgestanzt wird, entlang einer senkrecht zur Stapelrichtung verlaufenden und durch einen Doppelpfeil 30 veranschaulichten, ersten Erstreckungsrichtung des Blechbands 14 aufeinanderfolgen und entlang einer senkrecht zur jeweiligen Stapelrichtung und senkrecht zur ersten Erstreckungsrichtung verlaufenden, durch einen Doppelpfeil 32 veranschaulichten, zweiten Erstreckungsrichtung des Blechbands 14 auf gleicher Höhe angeordnet sind. Um das Verfahren besonders gut beschreiben und veranschaulichen zu können, sind in 1 die Bereich B1 und B2 entlang der zweiten Erstreckungsrichtung (Doppelpfeil 32) versetzt zueinander angeordnet, wobei es im Gegensatz dazu jedoch bei dem Verfahren vorgesehen ist, dass die Bereiche B1 und B2 entlang der zweiten Erstreckungsrichtung gerad ersten versetzt zueinander angeordnet, sondern auf gleicher Höhe und somit in gegenseitiger Überlappung angeordnet sind. Es ist erkennbar, dass der jeweilige Bereich B1, B2 entlang der zweiten Erstreckungsrichtung eine jeweilige Breite aufweist, wobei die Breite des Bereichs B1 gleich der Breite des Bereichs B2 ist und umgekehrt. Die jeweiligen Schneidelemente 28 der jeweiligen Stanzeinheit 24, 26 können entlang der ersten Erstreckungsrichtung (Doppelpfeil 30) relativ zueinander bewegt werden, sodass ein jeweiliger, entlang der ersten Erstreckungsrichtung verlaufender Abstand zwischen den jeweiligen Schneidelementen 28 der jeweiligen Stanzeinheit 24, 26 eingestellt, das heißt verändert oder variiert werden kann. Alle Blechlagen des jeweiligen Kerns 10, 12 weisen die jeweilige, entlang der zweiten Erstreckungsrichtung verlaufende Breite auf. Die Blechlagen des jeweiligen Kerns 10, 12 unterscheiden sich in ihren jeweiligen, zweiten Breiten voneinander, wobei die jeweilige zweite Breite senkrecht zur jeweiligen, ersten Breite verläuft. Hierdurch kann der jeweilige Kern 10, 12 als das jeweilige, sich in die Verjüngungsrichtung verjüngende Prisma hergestellt werden, dessen zweite Breite konstant ist.Out of 1 it can be seen that a respective area B1, which is punched out of the sheet metal strip 14 as the respective sheet metal layer for the first core 10, and a respective area B2, which is punched out of the sheet metal strip 14 as the respective sheet metal layer for the second core 12, follow one another along a first extension direction of the sheet metal strip 14 that runs perpendicular to the stacking direction and is illustrated by a double arrow 30, and are arranged at the same height along a second extension direction of the sheet metal strip 14 that runs perpendicular to the respective stacking direction and perpendicular to the first extension direction and is illustrated by a double arrow 32. In order to be able to describe and illustrate the method particularly well, in 1 the areas B1 and B2 are arranged offset from one another along the second direction of extension (double arrow 32), although in contrast to this, the method provides that the areas B1 and B2 are not arranged offset from one another along the second direction of extension, but are arranged at the same height and thus overlapping one another. It can be seen that the respective area B1, B2 has a respective width along the second direction of extension, the width of the area B1 being equal to the width of the area B2 and vice versa. The respective cutting elements 28 of the respective punching unit 24, 26 can be moved relative to one another along the first direction of extension (double arrow 30), so that a respective distance running along the first direction of extension between the respective cutting elements 28 of the respective punching unit 24, 26 can be set, that is to say changed or varied. All sheet metal layers of the respective core 10, 12 have the respective width running along the second direction of extension. The sheet metal layers of the respective core 10, 12 differ from one another in their respective second widths, with the respective second width running perpendicular to the respective first width. As a result, the respective core 10, 12 can be manufactured as the respective prism tapering in the taper direction, the second width of which is constant.

Die Vorrichtung kann insbesondere je Aufnahme beziehungsweise je Kern 10, 12 eine Positioniereinrichtung 34 aufweisen, mittels welcher die Blechlagen des jeweiligen Kerns 10, 12, insbesondere formschlüssig, relativ zueinander positioniert und somit ausgerichtet werden können. Dadurch können die Blechlagen des jeweiligen Kerns 10, 12 entlang der Stapelrichtung präzise aufeinander angeordnet werden, sodass das jeweilige Prisma präzise sowie zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.The device can in particular have a positioning device 34 for each holder or core 10, 12, by means of which the sheet metal layers of the respective core 10, 12 can be positioned relative to one another, in particular in a form-fitting manner, and thus aligned. As a result, the sheet metal layers of the respective core 10, 12 can be precisely arranged on top of one another along the stacking direction, so that the respective prism can be manufactured precisely, quickly and cost-effectively.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: Kerncore
1212: Kerncore
1414: BlechbandSheet metal strip
1616: PfeilArrow
1818: PfeilArrow
2020: StanzvorrichtungPunching device
2222: PfeilArrow
2424: StanzeinheitPunching unit
2626: StanzeinheitPunching unit
2828: SchneidelementCutting element
3030: DoppelpfeilDouble arrow
3232: DoppelpfeilDouble arrow
3434: PositioniereinrichtungPositioning device
B1B1: BereichArea
B2B2: BereichArea

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102016000399 A1 [0002]
DE 102009034238 A1 [0002]
DE 102018000771 A1 [0002]

Claims

Method for producing at least two cores (10, 12) for an axial flow machine by punching and stacking, in which the respective core (10, 12) is produced from respective sheet metal layers which are punched out of at least one semi-finished product (14) and stacked on top of one another in a respective stacking direction (16), as a respective prism tapering in a respective tapering direction (18) running parallel to the respective stacking direction (16), wherein a respective region (B1) which is punched out of the semi-finished product (14) as the respective sheet metal layer for a first of the cores (10, 12) and a respective region (B2) which is punched out of the semi-finished product (14) as the respective sheet metal layer for the second core (12) follow one another along a first extension direction (30) of the semi-finished product (14) running perpendicular to the respective stacking direction (16) and along a direction perpendicular to the respective stacking direction (16) and perpendicular to the first extension direction (30) extending, second extension direction (32) of the semi-finished product (32) are arranged at the same height.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the regions (B1, B2) have the same width (BB) along the second extension direction (32).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the regions (B1, B2) are arranged offset from one another along the second extension direction (32).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the regions (B1, B2) are punched out of the semi-finished product (14) simultaneously or one after the other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective region (B1, B2) is punched out by means of two cutting elements (28) of a punching device (10), wherein a distance between the cutting elements (28) running along the first extension direction (30) is adjustable.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that: - the stacking direction (16) of the first core (10) corresponds to the tapering direction (18) of the first core (10); and - the stacking direction (16) of the second core (12) is opposite to the tapering direction (18) of the second core (12).