(57)【要約】  本発明は、電気機械のロータセグメントを組み立てるための方法および組立装置に関し、ロータセグメントが、少なくとも１つのロータシャフトと、ロータシャフトに接合された少なくとも１つの積層コアと、少なくとも１つの積層コアを締め付ける２つの圧力要素とを有し、方法が、少なくとも以下のステップ：ロータシャフトを組立装置内に配置するステップ、および組立装置の配向手段を使用してロータシャフトを配向するステップと、少なくとも１つの積層コア、および少なくとも第２の圧力要素、または第１の圧力要素を組立装置の締付手段内部に配置するステップと、締付手段の位置決めモジュールによって、少なくとも１つの積層コアを少なくとも配向するステップと、少なくとも１つの積層コアがロータシャフト上に押し付けられ、少なくとも第２の圧力要素または第１の圧力要素がロータシャフトに結合されるように、締付手段に対してロータシャフトを移動するステップとを含む。さらに、本発明は、シャフトセグメントと、角度位置に関して互いにオフセットして配置され得る少なくとも２つの積層コアとを有するロータセグメントに関し、積層コアの各々が、少なくとも１つのマーキングを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械のロータセグメント（１０）を組み立てる方法であって、前記ロータセグメント（１０）が、少なくとも１つのロータシャフト（１）と、前記ロータシャフト（１）に接合された少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を締め付ける２つの圧力要素（７，１２）とを有し、前記方法が、少なくとも以下のステップ：
前記ロータシャフト（１）を組立装置（２０）内に配置するステップ、および前記組立装置（２０）の配向手段（２１）を使用して前記ロータシャフト（１）を配向するステップと、
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）、および少なくとも前記第２の圧力要素（１２）、または前記第１の圧力要素（７）を前記組立装置（２０）の締付手段（２２）内部に配置するステップと、
前記締付手段（２２）の位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）によって、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を少なくとも配向するステップと、
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が前記ロータシャフト（１）上に押し付けられ、少なくとも前記第２の圧力要素（１２）または前記第１の圧力要素（７）が前記ロータシャフト（１）に結合されるように、前記締付手段（２２）に対して前記ロータシャフト（１）を移動するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ロータシャフト（１）が、予め取り付けられ、前記ロータシャフト（１）のシャフトセグメント（２）が、前記圧力要素（７，１２）の少なくとも１つ、特に前記第１の圧力要素（７）に結合されて、前記第１の圧力要素（７）が、前記シャフトセグメント（２）の第１の遠位端（２．１）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シャフトセグメント（２）が、前記シャフトセグメント（２）の第１の端面（２．３）上に配置される第１のフランジ要素（５）、または前記シャフトセグメント（２）の第２の端面（２．４）上に配置される第２のフランジ要素（６）に少なくとも結合されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が前記ロータシャフト（１）上に予め取り付けられた圧力要素（７，１２）、特に前記第１の圧力要素（７）に接触するまで、前記ロータシャフト（１）が、前記締付手段（２２）に対して移動されることを特徴とする、請求項１から３の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項５】
前記配向手段（２１）が、前記ロータシャフト（１）の第１のフランジ要素（５）上に配置されて、前記配向手段（２１）の少なくとも１つのチャックセグメント（２４）が、前記第１のフランジ要素（５）の少なくとも一部を囲み、または前記配向手段（２１）の受入セグメント（２５）が、前記第１のフランジ要素（５）の凹部（５．１）と少なくとも部分的に係合することを特徴とする、請求項１から４の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ロータシャフト（１）を受け入れ、案内するための受入手段（２６）が、前記ロータシャフト（１）の第２のフランジ要素（１２）上に配置され、前記受入手段（２６）が、前記締付手段（２２）と前記ロータシャフト（１）との間を移動することができるように、移動可能に設計されていることを特徴とする、請求項３から５の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項７】
前記受入手段（２６）が、前記締付手段（２２）に沿って前記ロータシャフト（１）と共に移動されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記締付手段（２２）のセンサ手段（２８）が、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の少なくとも１つのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）の角度位置を検出することを特徴とする、請求項１から７の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項９】
角度位置に関して互いに対してオフセットされ得る複数の積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が、前記ロータシャフト（１）上に配置され、一方で、角度位置の調整が、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の各々の上に配置されたマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を考慮して、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を互いに対して位置決めする配向工具（４０）によって行われることを特徴とする、請求項１から８の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の角度オフセットが調整され、この方法で表示されるように、前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が、互いに対して角度オフセットによって位置決めされることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電気機械のロータセグメント（１０）を組み立てるための組立装置（２０）であって、
前記ロータセグメント（１０）が、少なくとも１つのロータシャフト（１）と、前記ロータシャフト（１）に接合された少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を締め付ける２つの圧力要素（７，１２）とを有し、
前記組立装置（２０）が、ロータシャフト（１）を所定の組立位置に配向するための少なくとも１つの配向手段（２１）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）ならびに少なくとも１つの前記圧力要素（７，１２）を前記ロータシャフト（１）に対して位置決めするための締付手段（２２）とを有し、
前記締付手段（２２）が、前記ロータシャフト（１）に対して、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を配向するための少なくとも１つの位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）を備える、組立装置（２０）。
【請求項１２】
前記締付要素（２２）が、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）ならびに前記圧力要素（７，１２）の一方、特に前記第２の圧力要素（１２）を受け入れ、配置するためのチャックであることを特徴とする、請求項１１に記載の組立装置。
【請求項１３】
前記配向手段（２１）が、前記ロータシャフト（１）の一部分を部分的に囲み、かつ受け入れるための少なくとも１つのチャックセグメント（２４）、または前記ロータシャフト（１）の一部分と部分的に係合し、かつ受け入れるための受入セグメント（２５）を備えることを特徴とする、請求項１１または１２の少なくとも一項に記載の組立装置。
【請求項１４】
前記受入セグメント（２５）が、懸架式であることを特徴とする、請求項１３に記載の組立装置。
【請求項１５】
シャフトセグメント（２）と、角度位置に対して互いにオフセットして配置され得る少なくとも２つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）とを有するロータセグメント（１）であって、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の各々が、少なくとも１つのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を有する、ロータセグメント（１）。
【請求項１６】
前記ロータセグメント（１）が、前記少なくとも２つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を互いの間に締め付ける２つの圧力要素（７，１２）を有することを特徴とする、請求項１５に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１７】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が、互いに隣接して配置された複数の金属シートからなり、各金属シートが、マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を有することを特徴とする、請求項１５または１６の少なくとも一項に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１８】
各積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の前記個々の金属シートが、それらのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が互いに同一平面になるように、互いに対して配向されていることを特徴とする、請求項１７に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１９】
前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が、複数の特徴（３１，３２，３３，３４，３５，３６）を有し、マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）ごとの前記特徴（３１，３２，３３，３４，３５，３６）の数が、前記シャフトセグメント（２）上に接合され、互いに対する角度位置においてオフセットされることが可能な前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の数に相当することを特徴とする、請求項１５から１８の少なくとも一項に記載のロータセグメント（１）。
【請求項２０】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の角度オフセットを反映するように、前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が互いに対してオフセットした角度位置で配置されることを特徴とする、請求項１５から１９の少なくとも一項に記載のロータセグメント（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機械を組み立てるための方法および組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機または発電機のような電気機械の使用は、基本的に公知である。電気機械は、電気エネルギー工学で使用される機械であり、エネルギー変換器の一形態を構成する。電気機械には多くの異なる種類があるため、特にそれらの設計によって互いに区別される。例えば、回転する電気機械では、整流子機と、同期機と、誘導機とを区別することが可能である。この分類は、特に機械自体の作動モードに関係する。回転する電気機械の種別を、電流の種類により分類することも可能であって、例えば、直流機、交流機、または三相交流機などを挙げることができる。電気機械は、基本的には、ステータすなわち固定要素と、回転要素を代表するロータとを有する。ステータは、通常、磁束を伝導するための大量の鉄心からなる。この場合、例えば永久磁石によって、交番する極性を有する磁場が生成される。ロータは、通常、積層鉄心からなり、その溝には、例えば、銅線のコイルが配置されている。これらのコイルは、整流子の対応するフックに接続されている。
【０００３】
シャフトセグメントと積層コアとの間に間隙を形成することを可能にするため、シャフトの外径と積層コアの内径との間に半径方向に締まり嵌めを全く必要としないように、積層コアをロータシャフト上に配置する場合、この積層コアをしっかりと固定しなければならない。したがって、シャフトセグメントを介して、ギヤリングなどのテークオフ位置に積層コア内で生成されるトルクに対してトルクの摩擦伝動が発生するように、積層コアをシャフトセグメント上に固定するために、個々の圧力ディスクの間に積層コアを軸方向に締め付けることを可能にする方法が知られている。しかし、シャフトセグメントの外径と積層コアの内径との間のこの所望の半径方向の遊びに基づいて、これらの構成要素間に接触からの自由度が生じるので、積層コアの芯合わせおよび角度配向の通常の手段である、横方向の締まり嵌めまたはフォームフィットなど、一般的な従来技術で知られている結合技術を使用できないという欠点がある。例えば、特に永久励磁された同期機械の場合、個々の積層コアのロータシャフトに対する角度位置、および互いに対する角度位置もまた、組立中に詳細に調整できることが必要である。特に、コギングトルクを回避するために、長い、軸方向に連続した全体的な積層コアの代わりに、複数の軸方向の部分的セグメント（一列の複数の積層コア）が形成される。永久磁石が装備されたこれらの積層コアは、一般的な従来技術で知られているように、シャフトセグメント上に一列で互いに対して例えば１°〜３°の角度オフセットで取り付けられる。このためには、個々の幾何学的要素によって角度位置の配向が可能であることが必要であり、その配向は、個々のスタックディスクの各変形形態において、磁石ポケットのような実際の電磁的に設計された積層に関して、現行のオフセットでなければならない。複数の積層コアの幾何学的形状を観察する必要があり、さらに幾何学的要素によって影響する磁束が各変形形態において同じではないことは欠点であると考えられる。その結果、最適なトルク伝動の実際の機能が損なわれ、特にディスクが幾何学的に同じではないため、それによって作動中に不均一なトルクが生じる結果となる。
【０００４】
したがって、例えば、独国特許第５１９７４５号明細書は、電気機械のロータの積層コアを固定する方法を提供している。この場合、バルジが、管状の中空体の端部から特定の目的のための適切な距離に端止めとして加締められ、次いで金属シートが、一列に配置され、その全体が押圧装置内に配置される。次いで、金属シートを有する中空体が、較正されたマンドレル上に押し込まれる。ここで、次の押圧工程では、案内ストリップまたはシリンダによって、その円周上に強制的に芯合わせされた金属シートが、最初に軸方向に一体に押圧され、その後、圧力が中空体に伝達され、この中空体が積層コアの全長にわたって加締められ、その結果、中空体は個々の金属シートに対して高圧下に置かれる。しかし、ここに記載された方法では、シャフトの外径と積層コアの内径との間で、所望の半径方向の遊びを達成することができない。
【０００５】
独国特許出願公開第１０３３２９５８号明細書には、中空シリンダと、互いに軸方向に配置された複数のプロファイルディスクからなる中空円筒形ディスクパックとの間に堅固な結合を生成する方法が記載されている。この工程では、内側シリンダは、中空シリンダ内にほぼ力を加えずに押し込まれ、所与の軸方向入口位置に達した後、内側シリンダと中空シリンダとの間の強制係止が、内側シリンダおよび中空シリンダの相対回転によって生成される。このためには、中空シリンダの内側輪郭および内側シリンダの外側輪郭が互いに調整して成形される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許第５１９７４５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０３３２９５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明が解決しようと提供する課題は、電気機械のロータセグメントを組み立てる方法および装置において、上述した欠点を少なくとも部分的になくすことである。特に、本発明の課題は、簡単で経済的な方法で、ロータセグメントのロータシャフト上で積層コアの芯合わせ、ならびに角度の配向を可能にする電気機械のロータセグメントを取り付けるための方法および組立装置を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題は、請求項１の特徴を有する電気機械のロータセグメントを組み立てる方法、ならびに請求項１１の特徴を有する電気機械のロータセグメントを取り付けるための組立装置によって解決される。さらに、上記の課題は、請求項１５の特徴を有するロータセグメントによって解決される。本発明のさらなる特徴および詳細は、従属クレーム、明細書および図面から明らかになるであろう。本発明の方法に関連して記載されている特徴および詳細は、もちろん本発明の組立装置ならびに本発明のロータセグメントについても当てはまり、その逆も同様であり、その結果、本発明の個々の態様の開示に関するごとに相互参照が実施され、または実施可能である。さらに、本発明の方法は、本発明の組立装置を用いて実施可能であり、本発明の方法を用いて本発明のロータセグメントを生成することができ、または本発明の組立装置を用いて取り付けることができる。
【０００９】
電気機械のロータセグメントを組み立てるための本発明による方法であって、ロータセグメントが、少なくとも１つのロータシャフトと、ロータシャフトに接合された少なくとも１つの積層コアと、少なくとも１つの積層コアを締め付ける２つの圧力要素とを有し、方法が、以下のステップ：
ロータシャフトを組立装置内に配置するステップ、および組立装置の配向手段を使用してロータシャフトを配向するステップと、
少なくとも１つの積層コア、および少なくとも第２の圧力要素、または第１の圧力要素を組立装置の締付手段内部に配置するステップと、
締付手段の位置決めモジュールによって、少なくとも１つの積層コアを少なくとも配向するステップと、
少なくとも１つの積層コアがロータシャフト上に押し付けられ、少なくとも第２の圧力要素または第１の圧力要素がロータシャフトに結合されるように、締付手段に対してロータシャフトを移動するステップと
を含む。
【００１０】
本発明によるロータセグメントは、前述のように電気モータ、あるいは直流機または誘導機のような発電機でもある電気機械の構成要素である。有利には、少なくとも１つの積層コアが、電気機械のロータセグメントのロータシャフト上に配置されるべきであり、有利には少なくとも２つ以上、特に６つの積層コアが配置されるべきである。有利には、積層コアは、例えば、リベット、ステープル、または片面溶接によって一体に押圧され、または接合されて積層コアを形成する複数の被覆された電気金属シートから構成される。ロータシャフト自体は、中実シャフトまたは中空シャフトなど、少なくとも１つのシャフトセグメントを有する。さらに、ロータシャフトは、シャフトセグメント上に配置された少なくとも１つのフランジ要素、有利にはシャフトセグメント上に配置された２つのフランジ要素をさらに有することが可能である。一方のフランジ要素はシャフトセグメントの第１の遠位端上に配置され、他方の（第２の）フランジ要素は、第１の遠位端の反対のシャフトセグメントの他方の（第２の）遠位端上に配置される。さらに、ロータシャフトが少なくとも１つの圧力要素を有すること、または少なくとも１つの圧力要素、有利には２つの圧力要素がロータシャフト上に配置されてロータセグメントを生成することも考えられる。少なくとも１つの積層コアが、２つの圧力要素の間に締め付けられることが有利である。少なくとも１つの積層コア、および有利には複数の積層コアを締め付けるために使用される圧力要素は、有利には圧力ディスクであり、圧力ディスクの間に、少なくとも１つの積層コアおよび有利には複数の積層コアが配置される。圧力要素によって、積層コアが互いに押し付けられるか、または少なくとも１つの積層コアが、ロータシャフトに対して、特にロータシャフトのシャフトセグメントに対して所定の位置に配置される。少なくとも１つの積層コアは、有利には、シャフトセグメントと同軸に配置される。有利には、ロータシャフトは、組立装置内に配置され、例えば配向マンドレルとして、あるいは配向点または配向チャックまたは配向グリッパとして設計される配向手段によって配向され得るように設計される。したがって、配向手段は、Ｈａｉｎｂｕｃｈチャックとしても知られている、Ｈａｉｎｂｕｃｈ社のチャックであることが考えられる。組立装置の配向手段は、有利には、少なくとも１つの積層コアに対してロータシャフトを配向するのに役立ち、有利には、ロータシャフトを積層コアに実質的に同軸に配向するのに役立つ。少なくとも１つの積層コアが、特に、組立装置の締付手段の内部に配置される。配向手段ならびに締付手段によって、結果的に、配置された積層コア、および締付手段の内部に配置された少なくとも１つの圧力要素に対するロータシャフトの配向が発生する。
【００１１】
締付手段は、有利には、少なくとも１つの積層コア、ならびに第１の圧力要素または第２の圧力要素のような圧力要素の一方、または両方の圧力要素を、ロータシャフトに対して所定の位置に配置するのに役立つ。締付手段の位置決めモジュールは、積層コアおよび／あるいは１つの圧力要素または複数の圧力要素の細かな配向に役立つ。締付手段自体は、有利にはチャックである。位置決めモジュールは、例えば、把持要素またはさらに押圧要素、特に移動要素を有し、それらの手段によって、積層コアが、とりわけその角度配向に関して配置され得る。位置決めモジュールが、特に１つの締め付けられた積層コアまたは複数の締め付けられた積層コアの位置を測定し、特に検出するためのセンサ、特に少なくとも１つのセンサ手段、または複数のセンサ手段を有することがさらに考えられる。締付手段または組立装置自体が、締付手段内の積層コアの位置に関する公称値を実際の値と比較し、結果を評価する評価ユニットを有することがさらに可能である。締付手段、特に組立装置自体が、位置決めモジュールの移動要素の移動または駆動のための制御ユニットに対して、相当する制御命令を送出する伝送ユニットを有することもさらに考えられる。したがって、位置決めモジュールの移動要素を駆動するための制御ユニットまたは駆動ユニットは、有利には、少なくとも１つの積層コア、特に複数の積層コアを締付手段内に配置することに役立ち、その結果、積層コアが、例えば互いに対して所定の角度位置を有する。
【００１２】
ロータシャフトならびに積層コアおよび少なくとも１つの圧力要素または両方の圧力要素を組立装置内に配置した後、ロータシャフトが、締付手段に対して移動され、したがって積層コアならびに１つの圧力要素または複数の圧力要素に対して移動される。これは、少なくとも１つの積層コアがロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメント上に押し付けられるように、配向手段が締付手段に対して移動されることを意味する。圧力ディスクが圧力要素として設計される場合、積層コアに加えて、さらに少なくとも１つの圧力要素または両方の圧力要素が、ロータシャフト上に配置されるか、またはロータシャフト上に押し付けられる。有利なことに、ロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメントは、ローラバニシングなどの、１つの材料隆起部、有利には２つの材料隆起部を有する少なくとも１つの領域を備える。材料隆起部は、有利には、シャフトセグメントの各遠位端、特にロータシャフトのシャフトセグメントの円周壁の各遠位端に形成される。有利には、積層コアは、ロータシャフトが導かれる貫通口または連続的なボアホールを有する。圧力ディスクが圧力要素として使用され、圧力ディスクもまた略中央の貫通口を有する場合、圧力ディスクは、有利には、遠位端に、特にロータシャフトの遠位端で材料隆起部に圧入される。その結果、圧力要素、特に圧力ディスクがロータシャフトに押し付けられると、ロータシャフト、特に、この材料隆起部またはローラバニシングの領域内のロータシャフトのシャフトセグメントと、圧力要素との間に締まり嵌めが生成される。これは、ロータシャフト、特に材料隆起部の領域におけるシャフトセグメントが、圧力ディスクの中央貫通口の圧力ディスク直径よりも大きな外径を有する点で好ましい。さらに、圧力要素は、クランプまたはプライヤとして形成され、したがって、圧力要素自体と、他の圧力要素、特に第１の圧力要素との間で少なくとも１つの積層コアを締め付けるために、ロータシャフト上に配置され得ることもまた考えられる。この場合、ロータシャフトのシャフトセグメントは材料隆起部を含まない。２つの圧力要素、特に圧力ディスクが、締付手段の中に配置されている限り、少なくとも第１の圧力ディスクが、シャフトセグメントの第２の遠位端にある第２の材料隆起部の外径よりも大きい貫通直径を有することがさらに可能である。有利には、シャフトセグメントの第１の遠位端にある第１の材料隆起部が、第１の圧力要素、特に第１の圧力ディスクの配置に役立つ。有利には、シャフトセグメントの第２の遠位端にある第２の材料隆起部が、第２の圧力要素、特に第２の圧力ディスクの配置に役立つ。有利には、この場合、第１の材料隆起部は、少なくとも第１の材料隆起部の領域内で、シャフトセグメントが第２の材料隆起部の領域における外径よりも大きな外径を有するよう構成される。さらに、第２の圧力ディスクは、第１の圧力ディスクの貫通直径よりも寸法が小さい貫通直径を有することが考えられる。例えば、圧力ディスクおよび少なくとも１つの積層コアを締付手段内に配置する結果として、締付手段内では、少なくとも１つの積層コアが第１の圧力ディスクと第２の圧力ディスクとの間に配置され、ロータシャフトが締付手段の中に導入される場合、第１の圧力ディスクの貫通口がロータシャフトによって最初に横切られ、直径の差に起因してロータシャフトの第２の材料隆起部を越えて、第１の圧力ディスクを第１の材料隆起部まで案内するように第１の圧力ディスクが配置され、第１の材料隆起部では、ロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメントと、シートメタルディスクとの間に締まり嵌めが生じる。
【００１３】
本発明において、ロータシャフトが予め取り付けられていることがさらに考えられる。この場合、ロータシャフトのシャフトセグメントが、少なくとも１つの圧力要素、特に第１の圧力要素に結合可能であって、第１の圧力要素がシャフトセグメントの第１の遠位端に配置される。有利には、ロータシャフトのシャフトセグメントは、中空シャフト、または中実シャフトでもある。圧力要素、特に第１の圧力要素は、有利には、領域、特にシャフトセグメントの第１の遠位端の領域上に配置される圧力ディスクであり、その圧力ディスクは、材料隆起部のために圧力要素の貫通ボアホールの直径よりも大きなシャフトセグメント外径を有する。したがって、材料隆起部は、その周囲壁上のシャフトセグメントの第１の遠位端の領域内に形成される。同様に、圧力要素が、ロータシャフトのシャフトセグメント上にクランプまたは端止めの形態で配置されること、またはその上に成型されることも考えられる。第２の圧力要素は、有利には、締付手段の内部に配置され得る圧力ディスクであり、積層コアがロータシャフト上に接合される場合、第２の圧力要素は、ロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメント上の材料隆起部に結合される。しかしながら、第２の圧力要素は、クランプまたは端止めなどとして同様に構成され、少なくとも１つの積層コアを配置した後に、積層コアを圧力要素間に締め付けることが可能になるように配置されることもまた考えられる。さらに、例えばクランプまたは端止めなどとして構成された第２の圧力要素が、同様に締付手段内に配置され、少なくとも１つの積層コアと一体にロータシャフトのシャフトセグメントに結合されることも考えられる。さらに、圧力ディスクとして形成された第１の圧力要素、および端止めまたはクランプなどとして設計された第２の圧力要素を配置することもまた考えられる。
【００１４】
さらに、ロータシャフトを予め取り付ける間に、シャフトセグメントは、シャフトセグメントの第１の端面上に配置された第１のフランジ要素に結合されるか、またはシャフトセグメントの第２の端面上に配置された第２のフランジ要素に結合されることが可能である。有利には、組立装置内部にシャフトセグメントまたはロータシャフトを配向または配置することを可能にするために、フランジ要素は、特に組立装置の配向手段または保持手段との結合を行うことにもやはり役立つ。
【００１５】
本発明において、少なくとも１つの積層コアがロータシャフトのシャフトセグメント上に予め取り付けられた圧力要素、特に第１の圧力要素に接触するまで、ロータシャフトが、締付手段に対して移動されることがさらに可能である。したがって、第１の圧力要素が圧力要素に面する積層コアの側壁に対して当接するまで、ロータシャフト、特にシャフトセグメントが、チャック内にまで導入され、積層コアの貫通口を通って移動することになる。第１の圧力要素と、第２の圧力要素と、２つの圧力要素の間に配置された少なくとも１つの積層コアとからなる締付手段内に位置する構成要素配置が、ロータシャフトのシャフトセグメント上の所定の位置に配置され、または押し込まれるまで、ロータシャフトが締付手段に対して移動されることもまた考えられる。したがって、少なくとも第１の圧力要素がシャフトセグメントの第１の遠位端に配置され、有利にはさらに第２の圧力要素がシャフトセグメントの第２の遠位端に配置されるまで、ロータシャフト、特にシャフトセグメントは、チャック内にまで導入され、少なくとも積層コアの貫通開口を通って、有利には、圧力ディスクとして設計された圧力要素の貫通口をさらに通って移動される。
【００１６】
有利には、配向手段の少なくとも１つのチャックセグメントが、第１のフランジ要素の少なくとも一部を囲むように、または配向手段の受入セグメントが、第１のフランジ要素の凹部と少なくとも部分的に係合し、囲むように、配向手段が、ロータシャフトの第１のフランジ要素上に配置されることが可能である。その結果、有利には、チャックセグメントおよび受入セグメントは、組立装置の締付手段と、結果的に組立装置の締付手段内に配置された積層コアおよび圧力要素とに対して、ロータシャフトを位置決めし、かつ配向することに役立つ。配向手段の受入セグメントは、有利には、フランジ要素の凹部内に少なくとも部分的に係合するために、マンドレルまたはピンとして設計される。
【００１７】
さらに、ロータシャフトを受け入れ、案内するための受入手段が、ロータシャフトの第２のフランジ要素上に配置され、受入手段が、締付手段とロータシャフトとの間を移動することができるように、移動可能に設計されていることも考えられる。したがって、受入手段、有利には受入手段の伸長可能な押圧ロッドのような押圧要素が、有利には組立装置の締付手段を通って移動し、その結果、受入手段が、ロータシャフトの第２のフランジ要素でロータシャフトと接触し、ロータシャフトを受け入れることができる。有利なことに、組立装置の配向手段および受入手段は可動に設計され、ロータシャフト自体が、有利には配向手段と受入手段との間に締め付けられる。ロータシャフトは、例えば、締付要素および締付要素内に配置された積層コアに対して、組立装置の受入手段および配向手段によって移動可能であって、受入手段は、有利なことに、押圧要素など、対応する伸縮自在の要素によって導入され、一方で、ロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメント上に積層コアの接合または配置を可能にするために、配向手段が対応する伸縮自在の要素によって延長される。またはその逆であってもよく、その結果、受入手段をロータシャフトと共に締付手段に沿って移動させることがさらに可能である。
【００１８】
本発明において、締付手段のセンサ手段が、少なくとも１つの積層コアの少なくとも１つのマーキングの角度位置を検出することが考えられる。その結果として、積層コアは、有利には、例えば溝または窪みのような凹部として、あるいは突出部またはカラーマーキングとして構成される少なくとも１つのマーキングを有し、このマーキングは、結果として、光センサまたはタッチセンサなどのセンサ手段によって検出され得る。角度位置は、センサ手段によって確認され、この情報またはデータは、有利にも組立装置の評価ユニットに中継される。組立装置の評価ユニットは、積層コアの角度位置に関して検出された実際の値を、位置に関する公称値と比較することによって評価する。実際の角度位置が積層コアの公称角度位置から逸脱する場合、制御ユニットがトリガされる。制御ユニットは、有利には組立装置の構成要素である。制御ユニットは、積層コアが例えばその角度位置に関して再配向されるように、位置決めモジュールの移動要素を作動させる。
【００１９】
本発明において、角度位置に関して互いに対してオフセットされ得る複数の積層コアが、ロータシャフト上に配置され、一方で、角度位置の調整が、積層コアの各々の上に配置されたマーキングを考慮して、積層コアを互いに対して位置決めする配向工具によって行われることがさらに可能である。この場合、配向工具は、少なくとも部分的にシャフトセグメントに沿って軸方向の配向縁部に沿って実質的に移動し、凹部として設計された積層コアのマーキングと少なくとも部分的に係合し、内側でこの凹部に沿って移動される型板として設計されることが考えられる。配向工具は、有利にも所与の角度位置にしたがって各個々の積層コアを回転させる。有利にも、配向工具は締付手段の構成要素であり、配置されるロータシャフトに対して積層コアを同軸に配向中、個々の積層コアの角度オフセットを可能にする。配向工具によって、ロータセグメントの個々の積層コアの互いに対する角度オフセットの簡単で確実な調整が達成され得る。
【００２０】
本発明において、有利には、積層コアの角度オフセットが調整され、この方法で表示されるように、マーキングが、互いに対して角度オフセットによって位置決めされる。
【００２１】
さらに、電気機械のロータセグメントを組み立てるための組立装置が特許請求され、ロータセグメントが、少なくとも１つのロータシャフトと、ロータシャフトに接合された少なくとも１つの積層コアと、少なくとも１つの積層コアを締め付ける２つの圧力要素とを有する。本発明による組立装置は、所定の組立位置にロータシャフトを配向するための少なくとも１つの配向手段と、少なくとも１つの積層コアならびに少なくとも１つの圧力要素をロータシャフトに対して位置決めするための締付手段とを有する。本発明による締付手段は、少なくとも１つの積層コアをロータシャフトに対して少なくとも配向するための少なくとも１つの位置決めモジュールを備える。有利には、締付手段は、ロータシャフト、特にロータシャフトのシャフトセグメントを少なくとも１つの積層コアに対して同軸に配向することを可能にする。
【００２２】
有利には、締付要素が、少なくとも１つの積層コアならびに圧力要素の一方、特に第２の圧力要素を受け入れ、配置するためのチャックである。締付要素が締付チャックとして設計されることもまた考えられ、締付要素は、圧力要素、特に、例えば圧力ディスクの形態で設計された第２の圧力要素を受けるのに役立つ。
【００２３】
配向手段が、ロータシャフトの一部分を部分的に囲み、かつ受け入れるための少なくとも１つのチャックセグメント、またはロータシャフトの一部分と部分的に係合し、かつ受け入れるための受入セグメントを備える。有利なことに、受入セグメントは、ばね懸架式であり、特に、圧縮ばねによって取り付けられている。このようにして、組立装置内の受入手段と配向手段との間にロータシャフトを確実に締め付けることを保証するために、所定の押圧力がロータシャフトに加えられる。このようにして、有利なことに、全く同じ組立装置において異なる大きさおよび寸法のロータシャフトを締め付け、締付手段に対してそれらを移動することもまた可能である。
【００２４】
記載された組立装置は、本発明の第１の態様による電気機械を組み立てる方法について既に説明したすべての利点をもたらす。
【００２５】
本発明によるロータセグメントは、シャフトセグメント、ならびに角度位置に関して互いにオフセットして配置され得る少なくとも２つの積層コアとを有し、積層コアの各々が、少なくとも１つのマーキングを有する。有利には、このマーキングは、窪み、縦溝または溝、またはＶ字形に刻み込まれた切り目のような材料凹部、または材料バルジのような材料隆起部など、凹状または凸状構造であり、あるいは単純な平坦化またはカラーマーキングである。積層コアの各々は、少なくとも１つの金属シート、有利には少なくとも２つ以上の相互結合された金属シートを有する。各積層コアにつき少なくとも２枚または複数枚の金属シートが存在する場合、積層コアの少なくとも１枚の金属シートにマーキングを施すことができる。さらに、ロータセグメントが３つ以上の積層コアを有することが可能であり、積層コアが、その都度シャフトセグメント上で互いにオフセットした角度位置で配置され得る。
【００２６】
さらに、ロータセグメントは、少なくとも２つの積層コアを互いの間に締め付ける２つの圧力要素を有することが考えられる。この場合、少なくとも１つの圧力要素は、例えば、圧力ディスク、クランプ、コレット、または少なくとも２つの積層コアの一体の押圧を可能にする同等の要素であることが可能である。
【００２７】
さらに、積層コアが互いに隣接して配置された複数の金属シートからなり、各金属シートがマーキングを有することも考えられる。有利には、マーキングは、個々の金属シートまたは個々の積層コアの内部の幾何学的形状に関わらず、芯合わせおよび角度位置配向を可能にすることに役立つ。
【００２８】
各積層コアの個々の金属シートが、それらのマーキングが互いに同一平面であり、または同一平面に配置されるように、互いに対して配置され、または配向されることが考えられる。これは、個々の金属シートのスタックの場合、結果として得られるシートスタックまたは積層コアが、次いで、軸方向の高さ全体または積層コアの幅で、軸方向に平行かつ連続的な形態で、このマーキングを有することを意味する。有利には、積層コアの各シートは、その外径にマーキングを有し、マーキングは、例えば、シートの縁部で始まり、少なくとも半径方向内側部分に向かって延在する窪みである。個々のシートのマーキングの面一配置の場合、個々の積層コアを互いに対して配向するために、工具、特に型板を使用することが有利であると考えられる。
【００２９】
さらに、マーキングがオフセットされる角度の倍数として存在することも考えられる。したがって、６枚のディスクまたは６枚の積層コアが互いに対する角度位置のオフセットにより配置されている限りにおいて、各金属シートは有利にも６層のマーキングを有する。これは、有利にも、積層コア当たり、または金属シート当たりのマーキングの数が、各ロータセグメントについて互いにオフセットした角度位置を有することができるシートまたは積層コアの数に相当することを意味する。これにより、有利にも、個々の金属シートの打抜き幾何学的形状を幾何学的に同じくすることが可能になる。手元に異なるデザイン形状を保つ必要がない。これにより、角度位置のオフセットを有する金属シートまたは積層コアを経済的に製造することが可能になる。その都度係止スリーブによってこのために設けられたマーキングを互いにずらして配置することによって、角度位置における所望のオフセットが、有利にも、金属シートまたは積層コアをシャフトセグメント上に取り付ける時点でのみ実現される。さらに、これは、正しい角度位置を制御する良好な視覚的または光学的測定可能性を可能にする。
【００３０】
あるいは、各配向位置ごとのマーキングまたは幾何学的特徴が、金属シートまたは金属シートディスクごとに１回のみ形成されることが考えられる。この場合、所望の角度位置のオフセットが、例えば各ディスクまたは積層コアのための角度オフセット台座を有する上述の型板によって可能になることが考えられる。
【００３１】
本発明において、マーキングが複数の特徴を有し、マーキングごとの特徴の数は、シャフトセグメント上に接合された積層コアの数に相当し、角度位置で互いに対してオフセットされ得ることがさらに考えられる。マーキング当たりの特徴の数は、有利にも、互いにオフセットした角度位置を有する積層コアまたは金属シートの数に相当し、例えば、６つの金属シートが、それらの角度位置において互いにずらして配置される場合、６枚のシートのそれぞれは６つの顕著な特徴を有するマーキングを有する。したがって、６つもの積層コアが角度位置で互いにずらして配置される場合、例えば、積層コアのそれぞれは、６つの特徴を有する少なくとも１つのマーキングを有する。これにより、角度位置をずらして配置するための簡単で信頼できる手順が可能になる。したがって、マーキングは、積層コアの角度オフセットを反映するように、互いに対してオフセットした角度位置で配置されることが考えられる。
【００３２】
説明されたロータセグメントは、本発明の第１の態様による電気機械の組立方法または本発明の第２の態様による組立装置について既に説明したすべての利点をもたらす。
【００３３】
次いで、本発明による方法ならびに本発明による組立装置の一実施形態を、図面を参照しより詳細に説明する。各図面は概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ロータシャフトを取り付けるための予備組立方法の側面図である。
【図２】予め取り付けられたロータシャフトの一実施形態の側面図である。
【図３】図２に示す、予め取り付けられたロータシャフトの実施形態の正面上面図である。
【図４】電気機械のための組立方法の側面図である。
【図５】本発明によって取り付けられた電気機械の一実施形態の側面図である。
【図６】図５に示す電気機械の実施形態の上面図である。
【図７】本発明による組立装置の一実施形態の縦断側面図である。
【図８】本発明による組立装置の別の実施形態の縦断側面図である。
【図９】角度オフセットした積層コアを有する電気機械の一実施形態の４分の１の縦断側面図である。
【図１０】図９に示す電気機械の実施形態において示された断面Ｂ−Ｂの上面図である。
【図１１】図１０の特徴Ａの拡大図である。
【図１２】互いに対して角度位置に関して配置された電気機械の一実施形態の積層コアの等角図である。
【図１３】配向するため、ならびに個々の積層コアの角度配向を検査するための工具を備える、電気機械の一実施形態の図１０に示す図の上面図である。
【図１４】電気機械の個々の積層コアの互いに対する角度配向を任意に配向し、検査するための図１３に示す工具の拡大図である。
【図１５】磁気的に不活性な領域を示す、電気機械の一実施形態の横断面の上面図である。
【図１６】図１５の特徴Ｔの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１〜１６において、同じ機能および作動モードを有する要素には、同じ参照番号を付す。
【００３６】
図１は、ロータシャフト１の側面図であり、特にロータシャフト１の予備組立方法を示している。ロータシャフト１は、第１の遠位端２．１に第１の材料隆起部３またはローラバニシング３を有し、第２の遠位端２．２に第２の材料隆起部４またはローラバニシング４を有するシャフトセグメント２を有する。シャフトセグメント２自体は、有利には、中実シャフトとして、または中空シャフトとしても形成される。ロータシャフト１を製造するための予備組み立て中、シャフトセグメント２は、シャフトセグメント２の第１の端面２．３に配置される第１のフランジ要素５に結合される。第１のフランジ要素５をシャフトセグメント２上に配置した後、有利には、例えば圧力ディスクとして形成された第１の圧力要素７が、組立方向Ｍにシャフトセグメント２に押し込まれる。有利には、第１の圧力要素７が、第１のフランジ要素５に接触するか、または第１のローラバニシング３に当たるまで、シャフトセグメント２上に押し込まれる。第１のローラバニシング３により、シャフトセグメント２は、図示されていない第１の圧力要素７の貫通ボアホールの直径よりも大きな寸法の、第１の遠位端２．１の領域の外径を有する。有利なことに、第２のローラバニシング４は、第１の圧力要素７をシャフトセグメント２上に配置する時点で、まだ形成されていないことが考えられる。したがって、この第２のローラバニシング４は、第１の圧力要素７をシャフトセグメント２上に配置した場合に形成され、または生成されることが可能であり、その結果、有利なことに、第２のローラバニシング４の領域内で第１の圧力要素７がシャフトセグメント２に不必要に結合することが回避される。しかし、シャフトセグメント２上に第１の圧力要素７を取り付ける前に、第１のローラバニシング３に相当する、シャフトセグメント２上に第２のローラバニシング４を形成することもまた考えられる。このためには、シャフトセグメント２は、第２のローラバニシング４または第２の材料隆起部４の領域内に、第１のローラバニシング３または特に第１の材料隆起部３の領域内よりも小さな外径を有する必要があるが、それはこの領域のローラバニシング４が原因である。したがって、有利には、第２のローラバニシング４は、その外径において、第１の圧力要素７の貫通ボアホールの内径よりも小さい寸法を含む。したがって、第２のローラバニシング４との結合を形成せずに、この第２のローラバニシング４を越えて、圧力要素７を押すことが可能である。第１の圧力要素７を配置した後、第２のフランジ要素６は、シャフトセグメント２の第２の端面２．４上に組立方向Ｍに取り付けられる。
【００３７】
予め取り付けられたロータシャフト１の実施形態を図２に示す。さらに、図２から明らかなように、第１のフランジ要素５、有利には第２のフランジ要素６もまた、特に凹部５．１を有することができる。有利なことに、凹部５．１は、以下にさらに詳細に説明するように、組立装置の対応する配向手段と相互作用するのに役立つ。有利には、図２に示す第１のフランジ要素５の凹部５．１は、組立装置の配向手段の対応する外歯と有利に係合するのに役立つ内歯（図３参照）を有する。符号Ｌは、ロータシャフト１の長手方向軸線を示す。
【００３８】
図３は、図２に示す予め取り付けられたロータシャフト１の実施形態の正面上面図を示す。さらに、ここでは、圧力要素７のボアホール７．１が示されている。これらのボアホール７．１は、例えば、冷却ダクトが、図示されていない積層コアを通って延在できるようにするのに役立つ。さらに、第１のフランジ要素５の凹部５．１内に形成された、第１のフランジ要素５の内歯８が示されている。
【００３９】
図４は、ロータセグメント１０を形成するための最終組立方法の間の、図３に示すロータシャフト１の実施形態を示す。少なくとも１つの積層コア１１および第２の圧力要素１２は、本発明において、ロータセグメント１０を形成するためロータシャフト１上に配置される。以下の図１５に概略的に示すように、電気機械１００を構成するために、積層コア１１が配置されたロータシャフト１、および配置された第２の圧力要素１２に加えて、ステータ要素またはステータ５０もまた配置されることが考えられる（例えば、図１５参照）。有利には、本発明のロータセグメント１０は、図示されていないステータ要素内の少なくとも一部分に対して延在する。
【００４０】
特に図４に示すような、電気機械のロータセグメント１０を取り付けるための本発明の方法の一実施形態では、少なくとも１つの積層コア１１は、例えば、組立方向Ｍに移動されて、その側面１１１によって第１の圧力要素７の側面７．２と接触するようになる。有利には、複数の積層コア１１が、ロータシャフト１上に、特にロータシャフト１のシャフトセグメント２上に組立方向Ｍに押し込まれる。第２の圧力要素１２は、少なくとも１つの積層コア１１をロータシャフト１のシャフトセグメント２上に所定の角度方向または角度位置で固定することに役立つ。この第２の圧力要素１２は、図４に示すように、ロータシャフト１、特にロータシャフト１のシャフトセグメント２上に組立方向Ｍに同様に配置される。第２の圧力要素１２とシャフトセグメント２の第２のローラバニシング４との間の圧入によって、圧力要素２は、有利なことにロータシャフト１のシャフトセグメント２に接合され、軸方向の変位に対してしっかりと固定し、円周方向の回転に対してしっかりと固定する。
【００４１】
図５は、電気機械のロータセグメント１０の一実施形態を側面図で示す。ロータセグメント１０は、ロータシャフト１のシャフトセグメント上に配置された複数の積層コア１１〜１１．５、特に６つの積層コア１１〜１１．５を有するロータシャフト１を備えるが、ここでは図示されていない。有利には、積層コア１１〜１１．５は、第１の圧力要素１と第２の圧力要素１２との間に締め付けられる。図５に示すように、第２のフランジ要素６もまた、有利には凹部６．１を有する。この凹部６．１は、有利には、図示されていない内歯を有する。
【００４２】
図６は、図５に示す電気機械のロータセグメント１０の実施形態の正面上面図を示す。第１の圧力要素７の円周方向に形成された複数のボアホール７．１の形成と同様に、再度、第１のフランジ要素５の内歯８の形成が図示されている。
【００４３】
図７は、本発明による組立装置２０の一実施形態を縦断側面図で示す。分かりやすくするために、組立装置２０は、よく知られた部分では表示されていない。組立装置２０は、有利には、チャックセグメント２４ならびに受入セグメント２５を備える配向手段２１を有する。配向手段２１は、有利には、ロータシャフト１の第１のフランジ要素５上に配置され、チャックセグメント２４はフランジ要素５の少なくとも１つの部分を囲み、一方、受入セグメント２５は、例えば受入マンドレルまたは受入ピンとして設計され、第１のフランジ要素５の凹部５．１（図２参照）と少なくとも部分的に係合する。受入セグメント２５は、第１のフランジ要素５の内歯と相互作用する、図示されていない外歯を有することが考えられる。したがって、受入セグメント２５が第１のフランジ要素５の凹部５．１の中にねじ込まれることが考えられる。有利には、配向手段２１の受入セグメント２５は、図示されていないばね要素、特に圧縮ばね要素によって取り付けられる。これにより、有利には、ロータシャフト１上に配向手段２１を簡単に配置することができる。
【００４４】
さらに、図７は、組立装置２０の締付手段２２を示す。締付手段２２は、少なくとも１つの位置決めモジュール２３、有利には複数の位置決めモジュール２３〜２３．５を有する。有利には、位置決めモジュールの数は、ロータシャフト１のシャフトセグメント２上に配置される積層コアの数に相当する。したがって、締付手段２２内には、６つの積層コア１１〜１１．５が同様に配置され、それらは、ロータシャフト１に対するそれらの位置、特に互いに対するそれらの角度位置に関して、対応する位置決めモジュール２３〜２３．５によって配向される。さらに、第２の圧力要素１２は、締付手段２２内に配置され、結果として、互いに対して一列に配置された積層コア１１〜１１．５を閉鎖する。有利には、締付手段２２、特に各位置決めモジュール２３〜２３．５は、個々の積層コア１１〜１１．５の位置を決定するために、図示されていないセンサ要素を有する。さらに、締付手段２２、特に締付手段２２の各位置決めモジュール２３〜２３．５は、ここには図示されていない配向工具を有しており、それにより、個々の積層コア１１〜１１．５または単一の積層コア１１の個々の金属シートの特に角度位置が調整され得ることが考えられる。さらに、有利なことに締付手段２２を通って延在する受入手段２６が示されている。有利には、受入手段２６と締付手段２２とは同じ中心軸線を有し、したがって、互いに同軸に配置される。有利には、受入手段２６は、積層コア１１〜１１．５の貫通ボアホール１１０〜１１０．５を通って、かつ第２の圧力要素１２の貫通ボアホール１２０を通って延在し、それにより有利にも圧力ディスクが形成され、第２のフランジ要素６でロータシャフト１と接触する。有利には、受入手段２６は、少なくとも一部分が第２のフランジ要素６の凹部６．１（図５参照）内に延在する受入ジャーナル２７を備える。受入手段２６および配向手段２１によって、ロータシャフト１は、所定の位置に締め付けられ、締付手段２２およびその中に配置された積層コア１１〜１１．５、ならびにその中に配置された第２の圧力要素１２に対して配向される。
【００４５】
積層コア１１〜１１．５をロータシャフト１、特にロータシャフト１のシャフトセグメント２と一体に接合する場合、配向手段２１が、例えば組立方向Ｍに移動されるか、または締付手段２２が、組立方向Ｍとは反対方向に移動される。配向手段２１と締付手段２２とを互いに向かって移動させて、少なくとも一時的に両方の手段が移動を実施することもまた考えられる。配向手段２１および／または締付手段２２が取り付け移動することにより、ロータシャフト１、特にシャフトセグメント２が、積層コア１１〜１１．５の貫通ボアホール１１０〜１１０．５を通り、かつ第２の圧力要素１２の貫通ボアホール１２０を通って移動する。第２の圧力要素１２と、シャフトセグメント２、特に、シャフトセグメント２に付着されたローラバニシング（ここには図示せず）、特に第２のローラバニシング４（図１参照）との間で圧入が生成されるまで、この移動が行われる。
【００４６】
図８は、本発明による組立装置２０の別の実施形態の縦断側面図を示す。分かりやすくするために、組立装置２０は、よく知られた部分では示されていない。組立装置２０は、第１の圧力要素７も締付手段２２内に配置され得る点でだけ、図７に示す組立装置２０と本質的に異なる。したがって、有利には、第１の圧力要素７、第２の圧力要素１２、および少なくとも１つの積層コア２３、有利には複数の積層コア２３〜２３．５が、締付手段２２内に配置され、積層コア２３〜２３．５は、第１の圧力要素７と第２の圧力要素１２との間に配置される。組立装置２０の他のすべての特徴は、組立装置２０について図７に示す実施形態に本質的に相当するので、それについての説明はそれに応じて考慮されることになり、または考慮されてよい。
【００４７】
図７による組立装置２０について既に説明したように、積層コア１１〜１１．５をロータシャフト１、特にロータシャフト１のシャフトセグメント２と一体に接合する場合、配向手段２１が、例えば組立方向Ｍに移動されるか、または締付手段２２が、組立方向Ｍとは反対方向に移動される。配向手段２１と締付手段２２とを互いに向かって移動させて、少なくとも一時的に両方の手段が移動を実施することもまた考えられる。配向手段２１および／または締付手段２２の取り付け移動により、ロータシャフト１、特にシャフトセグメント２が、最初に圧力ディスクとして有利に設計された第１の圧力要素の貫通ボアホール７０を通って移動され、次に積層コア１１〜１１．５の貫通ボアホール１１０〜１１０．５を通り、最後に圧力ディスクとして同様に有利に設計された第２の圧力要素１２の貫通ボアホール１２０を通って移動される。少なくとも第１の圧力要素７と、シャフトセグメント２、特に、シャフトセグメント２に付着されたローラバニシング（ここには図示せず）、特に第１のローラバニシング３（図１参照）との間で、または第２の圧力要素１２と、シャフトセグメント２、特に、シャフトセグメント２に付着されたローラバニシング（ここには図示せず）、特に第２のローラバニシング４（図１参照）との間で圧入が生成されるまで、この移動が行われる。
【００４８】
図９は、積層コア１１〜１１．５が、それらの角度位置に関して互いに対してオフセットされて配置された電気機械のロータセグメント１０の実施形態を示す。このオフセットした配置は、特に、個々の磁石ポケット９〜９．５を互いに対して位置決めすることによることが分かる。磁石ポケット９〜９．５は、積層コア内に永久磁石を配置するのに有利に働く。さらに、所望の間隙Ｓの形成が図９に示されており、間隙Ｓは、積層コア１１〜１１．５、特に個々の積層コア１１〜１１．５の貫通ボアホールの表面と、ロータシャフト１のシャフトセグメント２の外径との間に形成される。
【００４９】
図１０は、図９に示すＢ−Ｂ断面の上面図を示す。さらに、互いにオフセットした角度位置を有する磁石ポケット９〜９．５の構成が表示されている。図１０に示す特徴Ａは、図１１に拡大して示されている。これは、特に、個々の積層コア１１〜１１．５（図８参照）または積層コアの個々の金属シートのマーキング３０の構成を示す。マーキング３０は、有利には、例えば凹部、窪みまたは切り目として形成された複数の特徴３１〜３６を有する。マーキング３０ごとの特徴３１〜３６の数は、有利には、相互に角度位置にオフセットした積層コア１１または金属シートの数に相当する。これは、例えば、６つの金属シートがその角度位置で互いにずらして配置される場合、６つのシートの各々が、６つの顕著な特徴３１〜３５を含むマーキング３０を有することを意味する。したがって、例えば６つの積層コア１１が角度位置で互いにずらして配置される場合、積層コア１１のそれぞれは、６つの特徴３１〜３６を含む少なくとも１つのマーキング３０を有する。マーキング３０の互いの角度オフセットは、有利には、積層コア１１の互いの角度オフセットを反映する。
【００５０】
例えば図７または図８に示されているように、位置決めモジュール２３〜２３．５は、対応するセンサユニットまたはセンサ手段２８によって、例えば積層コア１１〜１１．５の位置、または単一の積層コア１１の個々の金属シートの位置を、シャフトセグメントおよびロータシャフトに対してだけでなく、マーキング３０〜３０．５により互いに対してもやはり決定する。例えば以下図１３および図１４に示すように、型板などの配向工具４０により、個々の積層コア１１〜１１．５または単一の積層コア１１の個々の金属シートの位置決めが、互いに対する角度位置に関して実施される。一例として、図１２は、角度位置に関して互いにオフセットして位置する積層コア１１〜１１．５の等角図を示す。したがって、図１２に示すように、各積層コア１１〜１１．５は、例えば縦溝、溝または窪みとして形成されたマーキング３０〜３０．５を有する。有利には、各マーキング３０〜３０．５は、個々の積層コア１１〜１１．５の円周方向に互いに離れて形成された縦溝として形成された複数の特徴３１〜３６を有し、その結果、個々の積層コア１１〜１１．５の異なる角度位置のオフセットをこのように簡単に調整し、識別することができる。係止スリーブによって毎回互いに対して各マーキング３０〜３０．５の特徴３１〜３６を移動することによって、積層コア１１〜１１．５の取り付け中に、角度位置の所望のオフセットが有利にも可能になる。
【００５１】
既に上述したように、図１３および図１４は、個々の積層コア１１〜１１．５または積層コアの個々の金属シートを、それらの角度位置に関して互いに対して位置決めするために使用される配向工具４０を示す。配向工具４０は、有利には、締付手段２２の構成要素であり、特に個々の位置決めモジュール２３〜２３．５の構成要素である。有利なことに、各位置決めモジュール２３〜２３．５自体が配向工具４０を有する。個々の積層コア１１〜１１．５の互いに対する連続的な配向を可能にするために、配向工具４０が個々の位置決めモジュール２３〜２３．５に沿って移動することもまた考えられる。配向工具４０は、有利にも、積層コア１１〜１１．５または単一の積層コアの個々の金属シート１１〜１１．５の回転および位置決めを可能にするために、切り目、凹部または窪みとして設計されたマーキング３０〜３０．５と少なくとも部分的に係合する。
【００５２】
図１５は、電気機械１００の一実施形態の断面を上面図で示す。電気機械１００は、少なくとも１つの積層コア１１が装備されたロータシャフト１を有するロータセグメント１０を有する。ロータセグメント１０またはロータシャフト１は、ステータ５０の内部に配置される。巻線（ここでは図示せず）の配置、および磁石ポケット９の中に配置される永久磁石により、磁力線（ここには図示せず）が生成される結果として、それらは電気機械１００の作動中に形成される。特に、参照符号Ｕで示される磁気的に不活性な領域が、個々の磁石ポケット９の間に形成される。これらの磁気的に不活性な領域Ｕは、有利には、電気機械のロータセグメントを組み立てるための本発明による方法によって最小限に抑えられ、特に有利には、不活性な領域Ｕが形成されない。したがって、これを達成するために、個々の積層コア１１〜１１．５は、その角度位置に関して互いにオフセットされて配置されている。これは、１つの積層コアの個々の金属シートまたは個々の積層コアの互いに対する角度位置のオフセットが、所望の磁気設計の観点から調整されることを意味する。したがって、個々の金属シートまたは積層コア１１〜１１．５のマーキング３０〜３０．５の位置を選択するために、有利なことに、磁束の流れが考慮されるであろう。特に有利には、角度位置の配向に必要なマーキング３０〜３０．５を、それらの位置に関して正確に、さらに磁束偏向が所望の態様で影響を受けることができるよう幾何学的構成に関して有利に構成し、かつ配向することが可能である。したがって、有利には、基本的に少なくとも部分的に磁石ポケット９の周りに延在する磁気的に不活性な領域Ｕが、飽和されるはずである。
【００５３】
図１６は、図１５に示す特徴Ｔの拡大図である。連続して配置された個々の積層コア１１〜１１．５の角度オフセットは、ここでは磁石ポケット９の領域内に示されており、その結果、互いに対してやはり角度オフセットを有する。流線形の形状は、凸状または凹状のマーキング３０〜３０．５の幾何学的形状の構成のために有利に使用される。その結果、例えば本発明によるロータセグメントを備える電気機械が配置された乗り物が前進移動する場合に、優先回転方向を考慮することは、エアギャップの直径で乱流の生成の可能性を抑えるために有利である。マーキング３０〜３０．５の幾何学的構成、例えば対流冷却のための渦または流れによって、エアギャップ内に所望の対流効果を発生させることもまた考えられる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ロータシャフト
２  シャフトセグメント
２．１  シャフトセグメントの第１の遠位端
２．２  シャフトセグメントの第２の遠位端
２．３  シャフトセグメントの第１の端面
２．４  シャフトセグメントの第２の端面
３  第１の材料隆起部／第１のローラバニシング
４  第２の材料隆起部／第２のローラバニシング
５  第１のフランジ要素
５．１  第１のフランジ要素の凹部
６  第２のフランジ要素
６．１  第２のフランジ要素の凹部
７  圧力要素
７．１  ボアホール
７．２  側面
８  第１のフランジ要素の内歯
９−９．５  磁石ポケット
１０  ロータセグメント
１１−１１．５  積層コア
１２  第２の圧力要素
２０  組立装置
２１  配向手段
２２  締付手段
２３−２３．５  位置決めモジュール
２４  チャックセグメント
２５  受入セグメント
２６  受入手段
２７  受入ジャーナル
２８  センサ手段
３０−３０．５  凹部／マーキング
３１−３６  特徴
４０  配向工具
５０  ステータ
１００  電気機械
１１０−１１０．５  積層コアの貫通口
１１１  積層コアの側面
１２０  圧力要素の貫通口
Ｈ  配向縁部を示す線
Ｌ  長手方向軸線
Ｍ  組立方向
Ｕ  磁気的に不活性な領域
【図１】
2018526958.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年12月23日(2016.12.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械のロータセグメント（１０）を組み立てる方法であって、前記ロータセグメント（１０）が、少なくとも１つのロータシャフト（１）と、前記ロータシャフト（１）に接合された少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を締め付ける２つの圧力要素（７，１２）とを有し、前記方法が、少なくとも以下のステップ：
前記ロータシャフト（１）を組立装置（２０）内に配置するステップ、および前記組立装置（２０）の配向手段（２１）を使用して前記ロータシャフト（１）を配向するステップと、
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）、および少なくとも前記第２の圧力要素（１２）、または前記第１の圧力要素（７）を前記組立装置（２０）の締付手段（２２）内部に配置するステップと、
前記締付手段（２２）の位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）によって、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）をその角度位置に関して少なくとも配向するステップであって、前記位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）の数が、前記ロータシャフト（１）上に配置される前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の数に相当するステップと、
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が前記ロータシャフト（１）上に押し付けられ、少なくとも前記第２の圧力要素（１２）または前記第１の圧力要素（７）が前記ロータシャフト（１）に結合されるように、前記締付手段（２２）に対して前記ロータシャフト（１）を移動するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ロータシャフト（１）が、予め取り付けられ、前記ロータシャフト（１）のシャフトセグメント（２）が、前記圧力要素（７，１２）の少なくとも１つ、特に前記第１の圧力要素（７）に結合されて、前記第１の圧力要素（７）が、前記シャフトセグメント（２）の第１の遠位端（２．１）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シャフトセグメント（２）が、前記シャフトセグメント（２）の第１の端面（２．３）上に配置される第１のフランジ要素（５）、または前記シャフトセグメント（２）の第２の端面（２．４）上に配置される第２のフランジ要素（６）に少なくとも結合されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が前記ロータシャフト（１）上に予め取り付けられた圧力要素（７，１２）、特に前記第１の圧力要素（７）に接触するまで、前記ロータシャフト（１）が、前記締付手段（２２）に対して移動されることを特徴とする、請求項１から３の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項５】
前記配向手段（２１）が、前記ロータシャフト（１）の第１のフランジ要素（５）上に配置されて、前記配向手段（２１）の少なくとも１つのチャックセグメント（２４）が、前記第１のフランジ要素（５）の少なくとも一部を囲み、または前記配向手段（２１）の受入セグメント（２５）が、前記第１のフランジ要素（５）の凹部（５．１）と少なくとも部分的に係合することを特徴とする、請求項１から４の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ロータシャフト（１）を受け入れ、案内するための受入手段（２６）が、前記ロータシャフト（１）の第２のフランジ要素（１２）上に配置され、前記受入手段（２６）が、前記締付手段（２２）と前記ロータシャフト（１）との間を移動することができるように、移動可能に設計されていることを特徴とする、請求項３から５の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項７】
前記受入手段（２６）が、前記締付手段（２２）に沿って前記ロータシャフト（１）と共に移動されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記締付手段（２２）のセンサ手段（２８）が、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の少なくとも１つのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）の角度位置を検出することを特徴とする、請求項１から７の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項９】
角度位置に関して互いに対してオフセットされ得る複数の積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が、前記ロータシャフト（１）上に配置され、一方で、角度位置の調整が、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の各々の上に配置されたマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を考慮して、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を互いに対して位置決めする配向工具（４０）によって行われることを特徴とする、請求項１から８の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の角度オフセットが調整され、この方法で表示されるように、前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が、互いに対して角度オフセットによって位置決めされることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電気機械のロータセグメント（１０）を組み立てるための組立装置（２０）であって、
前記ロータセグメント（１０）が、少なくとも１つのロータシャフト（１）と、前記ロータシャフト（１）に接合された少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を締め付ける２つの圧力要素（７，１２）とを有し、
前記組立装置（２０）が、ロータシャフト（１）を所定の組立位置に配向するための少なくとも１つの配向手段（２１）と、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）ならびに少なくとも１つの前記圧力要素（７，１２）を前記ロータシャフト（１）に対して位置決めするための締付手段（２２）とを有し、
前記締付手段（２２）が、前記ロータシャフト（１）に対して、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）をその角度位置に関して配向するための少なくとも１つの位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）を備え、
前記位置決めモジュール（２３，２３．１，２３．２，２３．３，２３．４，２３．５）の数が、前記ロータシャフト（１）上に配置される前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の数に相当する、組立装置（２０）。
【請求項１２】
前記締付要素（２２）が、前記少なくとも１つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）ならびに前記圧力要素（７，１２）の一方、特に前記第２の圧力要素（１２）を受け入れ、配置するためのチャックであることを特徴とする、請求項１１に記載の組立装置。
【請求項１３】
前記配向手段（２１）が、前記ロータシャフト（１）の一部分を部分的に囲み、かつ受け入れるための少なくとも１つのチャックセグメント（２４）、または前記ロータシャフト（１）の一部分と部分的に係合し、かつ受け入れるための受入セグメント（２５）を備えることを特徴とする、請求項１１または１２の少なくとも一項に記載の組立装置。
【請求項１４】
前記受入セグメント（２５）が、懸架式であることを特徴とする、請求項１３に記載の組立装置。
【請求項１５】
シャフトセグメント（２）と、角度位置に対して互いにオフセットして配置され得る少なくとも２つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）とを有するロータセグメント（１）であって、前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の各々が、少なくとも１つのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を有する、ロータセグメント（１）であって、
前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が、複数の特徴（３１，３２，３３，３４，３５，３６）を有し、マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）ごとの前記特徴（３１，３２，３３，３４，３５，３６）の数が、前記シャフトセグメント（２）上に接合され、互いに対する角度位置においてオフセットされることが可能な前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の数に相当することを特徴とする、ロータセグメント（１）。
【請求項１６】
前記ロータセグメント（１）が、前記少なくとも２つの積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）を互いの間に締め付ける２つの圧力要素（７，１２）を有することを特徴とする、請求項１５に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１７】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）が、互いに隣接して配置された複数の金属シートからなり、各金属シートが、マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）を有することを特徴とする、請求項１５または１６の少なくとも一項に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１８】
各積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の前記個々の金属シートが、それらのマーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が互いに同一平面になるように、互いに対して配向されていることを特徴とする、請求項１７に記載のロータセグメント（１）。
【請求項１９】
前記積層コア（１１，１１．１，１１．２，１１．３，１１．４，１１．５）の角度オフセットを反映するように、前記マーキング（３０，３０．１，３０．２，３０．３，３０．４，３０．５）が互いに対してオフセットした角度位置で配置されることを特徴とする、請求項１５から１８の少なくとも一項に記載のロータセグメント（１）。
【国際調査報告】
2018526958.tif 000019
2018526958.tif 000020
2018526958.tif 000021
2018526958.tif 000022
2018526958.tif 000023
2018526958.tif 000024