Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Ringsegmenten eines Statorrings für eine elektrische Maschine. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten eines Statorrings für eine elektrische Maschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Statorrings für eine elektrische Maschine.

Die Erfindung kann bei der Herstellung von elektrischen Maschinen mit einer Einzelzahnwicklung Anwendung finden. Derartige elektrische Maschinen weisen üblicherweise eine Vielzahl von Einzelzähnen auf, die nach Art von Ringsegmenten ausgebildet sind und zu einem Statorring zusammengesetzt werden. Bei der Fertigung werden die einzelnen Ringsegmente üblicherweise an ihren Außendurchmesserabschnitten radial nach innen geschoben, bis sie an ihren Zahnflanken in Kontakt treten. Die auf diese Weise ausgerichteten Ringsegmente werden anschließend als Statorring typischerweise mit einem Statorträger gefügt.

Beim Ausrichten der Ringsegmente kommt es, beispielsweise aufgrund fertigungs- bzw. toleranzbedingter sowie montagebedingter Geometrieabweichungen der einzelnen Ringsegmente, zu unzulänglicher Positionierung und/oder Verdrehungen der Ringsegmente. Dies resultiert in einem Innendurchmesser des Statorrings, der von einem perfekten Kreis abweicht. Hierdurch entstehen Leistungsverluste in der elektrischen Maschine, da der den magnetischen Fluss führende Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator defizitär ausgebildet wird. Ferner erfolgt aufgrund der geometrischen Diskrepanzen die Kontaktierung des Statorrings zum Statorträger suboptimal.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, Leistungseinbußen in elektrischen Maschinen, die sich durch unzulänglich positionierte Ringsegmente ergeben, zu verringern.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Ausrichten von Ringsegmenten eines Statorrings für eine elektrische Maschine, mit mehreren Aktoren zum Drücken jedes der Ringsegmente an einem Außendurchmesserabschnitt durch jeweils einen Aktor entlang eines Bewegungspfads radial in Richtung einer Mittelachse des Statorrings, und mit mehreren konzentrisch um die Mittelachse angeordneten Ausrichtungselementen, die in einer Richtung parallel zu der Mittelachse derart bewegbar sind, dass sie zumindest teilweise zwischen den Bewegungspfaden der Ringsegmente positionierbar sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jedes Ringsegment von jeweils einem Aktor gedrückt. Die Aktoren drücken die Ringsegmente an ihren Außendurchmesserabschnitten radial nach innen, hin zur Mittelachse des Statorrings. Die Ausrichtungselemente gewährleisten eine Führung während der Bewegung der Ringsegmente entlang von vorgegebenen Bewegungspfaden. Die Ausrichtungselemente verhindern insbesondere - zumindest teilweise - eine unerwünschte Verdrehung der Ringsegmente um eine Achse senkrecht zum jeweiligen Bewegungspfad. Zur Erfüllung ihrer Funktion werden die Ausrichtungselemente in einer Richtung bewegt, die parallel zur Mittelachse angeordnet ist, bis sie zumindest teilweise zwischen den einzelnen Ringsegmenten positioniert sind. Die Ringsegmente können durch das Drücken der Aktoren mit den Ausrichtungselementen in Kontakt gebracht werden. Bei fortwährender Aktorbetätigung können die Ringsegmente unter der Führung der Ausrichtungselemente, insbesondere ohne Verdrehung, radial nach innen gleiten. In einer elektrischen Maschine kann der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gefertigte Statorring einen gleichmäßigen Luftspalt zum Rotor bereitstellen und so einen höheren Wirkungsgrad der elektrischen Maschine gewährleisten. Auf diese Weise wird eine erhöhte Leistungsabgabe der elektrischen Maschine möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausrichtungselemente zumindest teilweise plattenförmig ausgebildete Führungsabschnitte aufweisen, wobei die Führungsabschnitte zumindest teilweise zwischen den Bewegungspfaden der Ringsegmente positionierbar sind. Eine plattenförmige bzw. flächenhafte Ausführung kann ein Gleiten der Ringsegmente entlang der Ausrichtungselemente besonders gut ermöglichen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die plattenförmigen Führungsabschnitte zwei Haupterstreckungsrichtungen aufweisen, wobei die Haupterstreckungsrichtungen bezüglich der Mittelachse radial und axial angeordnet sind. Die flache, plattenförmige Ausgestaltung der Führungsabschnitte mit radialer und axialer Ausdehnung kann eine einfache Zustellung und Positionierung der Führungsabschnitte in den Bereich zwischen den Ringsegmenten gewährleisten und gleichzeitig eine Führung der Ringsegmente in radialer Richtung ermöglichen. Bevorzugt sind die Ausrichtungselemente an einem gemeinsamen Grundkörper, insbesondere an derselben Seite des gemeinsamen Grundkörpers, angeordnet. Durch die Anordnung der Ausrichtungselemente an einem gemeinsamen Grundkörper, der als Zustelleinheit bezeichnet werden kann, können die Ausrichtungselemente synchron bewegt werden. Ein Konzept und seine Umsetzung zur zeitlichen Abstimmung der Axialbewegung der einzelnen Ausrichtungselemente aufeinander kann entfallen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Grundkörper elektrisch oder pneumatisch betätigbar ist. Der Grundkörper kann eine Antriebseinheit zur Axialbewegung des Grundkörpers und damit einhergehend zur Positionierung der Ausrichtungselemente zwischen den Ringsegmenten aufweisen, wobei die Antriebseinheit elektrisch oder pneumatisch angetrieben werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Spreizdorn mit einem veränderbaren Außendurchmesser vor, wobei die Ringsegmente Innendurchmesserabschnitte aufweisen, entlang derer sie am Außendurchmesser des Spreizdorns führbar sind. Während die Ringsegmente an ihren Außendurchmesserabschnitten von den Aktoren radial nach innen geschoben werden, können ihre Innendurchmesserabschnitte auf einem gemeinsamen, einem Außendurchmesser des Spreizdorns entsprechenden, Kreisumfang angeordnet sein. Die Ringsegmente können infolge der Führung mittels des Spreizdorns genauer auf eine gewünschte kreisförmige Anordnung ausgerichtet werden. In einer elektrischen Maschine kann der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Spreizdorns gefertigte Statorring einen gleichmäßigen Luftspalt zum Rotor bereitstellen und so einen höheren Wirkungsgrad der elektrischen Maschine gewährleisten. Auf diese Weise ist eine erhöhte Leistungsabgabe der elektrischen Maschine möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Spreizdorn zur Veränderung seines Außendurchmessers ein zumindest teilweise kegelförmig ausgebildetes Element und mehrere durch das kegelförmige Element radial bewegbare Spreizdornsegmente umfasst, die den Außendurchmesser des Spreizdorns bilden. Die Spreizdornsegmente können durch Federelemente radial in Richtung der Mittelachse und somit gegen das zumindest teilweise kegelförmige Element gedrückt werden, um einen steten Kontakt zwischen den Spreizdornsegmenten und dem zumindest teilweise kegelförmigen Element zu gewährleisten. Die Gesamtheit der Spreizdornsegmente kann entlang der Mittelachse eine zum Außendurchmesser des zumindest teilweise kegelförmigen Elements korrespondierende kegelförmige Ausnehmung aufweisen. So kann eine Relativbewegung zwischen den Spreizdornsegmenten und dem zumindest teilweise kegelförmigen Element erleichtert werden. Ferner können die Spreizdornsegmente zumindest teilweise kreiszylinderförmig ausgebildet sein, um eine Anlagefläche für die Innendurchmesserabschnitte der Ringsegmente des Statorrings bereitzustellen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten eines Statorrings für eine elektrische Maschine, wobei eine Vorrichtung mehrere konzentrisch um eine Mittelachse angeordnete Ausrichtungselemente aufweist und entlang der Mittelachse derart bewegbar ist, dass die Ausrichtungselemente zumindest teilweise zwischen den Ringsegmenten positionierbar sind, wobei, in einem Zuführungsschritt, die Ausrichtungselemente entlang der Mittelachse derart bewegt werden, dass sie zumindest teilweise zwischen den Ringsegmenten positioniert werden, wobei, in einem dem Zuführungsschritt nachfolgenden Führungsschritt, die Ringsegmente von Aktoren radial in Richtung auf die Mittelachse zu bewegt werden, wobei die Ringsegmente während des Führungsschritts zumindest teilweise durch die Ausrichtungselemente geführt und ausgerichtet werden, wobei, in einem dem Führungsschritt nachfolgenden Hebeschritt, die Ausrichtungselemente entlang der Mittelachse und entgegen der im Zuführungsschritt bewegten Richtung bewegt werden, wobei während des Hebeschritts die Ausrichtungselemente aus dem Bereich zwischen den Ringsegmenten wieder vollständig entfernt werden.

Durch ein derartiges Verfahren können die Ringsegmente genauer, d.h. ohne oder zumindest mit geringerer Verdrehung, ausgerichtet werden. In einer elektrischen Maschine kann der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gefertigte Statorring einen gleichmäßigen Luftspalt zum Rotor bereitstellen und so einen höheren Wirkungsgrad der elektrischen Maschine gewährleisten. Auf diese Weise wird eine erhöhte Leistungsabgabe der elektrischen Maschine möglich.

Gemäß einem vorteilhaften erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass der Spreizdorn, insbesondere das zumindest teilweise kegelförmige Element zusammen mit den Spreizdornsegmenten, in einem dem Hebeschritt nachfolgenden Freigabeschritt parallel zu der Mittelachse bewegt wird, um einen zwischen den Innendurchmesserabschnitten der Ringsegmente des ausgerichteten Statorrings gebildeten Raum freizugeben. Nach einem abgeschlossenen Hebeschritt kann der Spreizdorn mitsamt dem zumindest teilweise kegelförmigen Element und den Spreizdornsegmenten entlang der Mittelachse bewegt und so der zusammengesetzte Statorring freigegeben werden. Durch den Freigabeschritt kann ein Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten beendet werden. Zudem kann ausgehend von einem zuvor durchgeführten Freigabeschritt ein darauffolgendes Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten begonnen werden. Mit Abschluss des Freigabeschritts befindet sich der Spreizdorn in einer Freigabestellung, gleichsam in einem Standbymodus.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines Statorrings für eine elektrische Maschine aus mehreren Ringsegmenten, wobei die Ringsegmente des Statorrings gemäß einem der vorstehend beschriebenen Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten in einem Ausrichtungsschritt ausgerichtet werden und wobei in einem dem Ausrichtungsschritt nachfolgenden Fügeschritt die Ringsegmente, insbesondere kraftschlüssig, zum Statorring gefügt werden. Das Fügen der ausgerichteten Ringsegmente zu einem Statorring kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die ausgerichteten Ringsegmente in eine Aufnahme eines Statorträgers eingebracht werden, wobei der Statorträger eine Innenwandung aufweist, an welcher die Außendurchmesserabschnitte der Ringsegmente anliegen. Die Ringsegmente können in die Aufnahme des Statorträgers eingepresst werden. Alternativ kann die Aufnahme des Statorträgers vorgewärmt werden und die Ringsegmente können in die vorgewärmte Aufnahme eingebracht werden. Die derart vorgewärmte Aufnahme kann sich beim Einbringen geringfügig verformen und/oder an die Außenkontur der zum Statorring ausgerichteten Ringsegmente anpassen. Die Aufnahme kann nach dem Einbringen der Ringsegmente abkühlen, und dadurch die Ringsegmente kraftschlüssig miteinander verbinden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung von Bestandteilen einer elektrischen Maschine;

Fig. 2 ein beispielhaftes Ringsegment eines Statorrings in einer Draufsicht;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Statorrings;

Fig. 4 eine Draufsicht auf mehrere Ringsegmente eines Statorrings, wobei eine durch Verdrehung eines Ringsegments entstandene Fehlausrichtung der Ringsegmente besteht; Fig. 5 ein Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausrichtungselementen an einem Grundkörper in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausrichtungselementen, deren Führungsabschnitte zwischen Ringsegmenten eines Statorrings positioniert sind in einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 7a zwischen den Ringsegmenten angeordnete Führungsabschnitte der Ausrichtungselemente nach einem Zuführungsschritt in einer Schnittdarstellung entsprechend der Darstellung in Fig. 6;

Fig. 7b zwischen den Ringsegmenten angeordnete Führungsabschnitte der Ausrichtungselemente nach einem dem Zuführungsschritt nachfolgenden Führungsschritt in einer Schnittdarstellung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Führung von Ringssegmenten an einem Außendurchmesser eines Spreizdorns;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten von Ringsegmenten eines Statorrings gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10a eine schematische Darstellung des Statorrings und zweier Aktoren in einer Draufsicht;

Fig. 10b eine schematische Darstellung des Ausschnitts A aus der Fig. 10a; und

Fig. 11 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung nach Fig. 9, wobei sich der Spreizdorn in einer Freigabestellung befindet.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt Einzelteile eines Stators einer elektrischen Maschine 100 in einer Explosionsdarstellung. Der Stator der elektrischen Maschine 100 umfasst einen Statorring 20, der aus mehreren, als Statorzähnen ausgebildeten Ringsegmenten 10 aufgebaut ist. Insofern weist der Statorring 20 eine Einzelzahnwicklung auf. Die Ringsegmente 10 umfassen jeweils ein I-förmiges Kernsegment 16 und eine Spule 18. Als weiteres Element der Ringsegmente 10 kann eine Isolierung vorhanden sein, welche insbesondere zwischen dem Kernsegment 16 und der Spule 18 und oder zwischen den Spulen 18 benachbarter Ringsegmente angeordnet ist.

Zudem, ist in der Explosionszeichnung nach Fig. 1 ein Statorträger 21 dargestellt. Der Statorträger 21 weist eine Aufnahme auf, in welche der Statorring 20 eingebracht wird, um die Form des Statorrings 20 aufrechtzuerhalten und mechanische Stabilität zu gewährleisten. Des Weiteren schützt ein Gehäusedeckel 23 den Statorring 20 zumindest teilweise vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeits- oder Staubeintrag.

Wie der Darstellung in Fig. 2 entnommen werden kann, ist das Kernsegment 16 des Ringsegments 10 mit der Spule 18 umwickelt. Die Spule 18 kann beispielsweise aus einem Kupferdraht ausgebildet sein, beispielsweise mit einem isolierenden Lack ummantelt, der einen Kurzschluss zwischen einzelnen Windungen der Spule 18 vermeidet. Der Darstellung in Fig. 2 zeigt ferner, dass das Ringsegment 10 mehrere Vorsprünge 15 aufweist. Die beiden Enden der Spule 18 sind zur besseren Befestigung am Kernsegment 16 jeweils an einem der Vorsprünge 15 eingehängt. Die Zahnflanken 17 des Kernsegments 18 sind als ebene Flächen ausgebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Zahnflanken 17 Verbindungselemente aufweisen, die beim Anliegen der Zahnflanken 17 zweier benachbarter Kernsegmente 16 miteinander in Verbindung treten. Beispielsweise können Verbindungselemente nach Art einer Nut-Feder-Verbindung an den Zahnflanken 17 vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist ein Statorring 20 dargestellt, wie er durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrichten von Ringsegmenten 10 erhalten werden kann. Der Statorring 20 umfasst 36 Ringsegmente 10, die jeweils ein Kernsegment 16, eine Spule 18 und eine Isolierung 19 aufweisen. Die während eines Ausrichtungsschritts jeweils an ihren Außendurchmesserabschnitten 14 radial nach innen geschobenen Ringsegmente 10 stehen nach Abschluss des Ausrichtungsschritts in Kontakt miteinander. Ferner bilden die während des Ausrichtungsschritts an Innendurchmesserabschnitten 12 geführten Ringsegmente 10 nach Abschluss des Ausrichtungsschritts an ihren Innendurchmesserabschnitten 12 zumindest weitgehend eine Kreisform. Sämtliche Enden der Spulen 18 sind nach oben gerichtet, um das zeitlich nachgeschaltete Verbinden des Statorrings 20 mit dem Statorträger 21 zu erleichtern. Zum Verbinden mit dem Statorträger 21 wird der Statorring 20 von oben nach unten geführt und in den Statorträger 21 eingesetzt, wobei der Statorträger 21 - insbesondere induktiv - vorgewärmt sein kann. In Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus einem Statorring 20 zu sehen. Drei sichtbare Ringsegmente 10 stehen an ihren Zahnflanken 17 in Umfangsrichtung in Kontakt miteinander, wobei jedes Ringsegment 10 ein Kernsegment 16 und eine Spule 18 umfasst. Im elliptisch eingezeichneten Abschnitt ist eine Fehlausrichtung des in der Fig. 4 in der Draufsicht vollständig sichtbaren Ringsegments 10 erkennbar, wobei die Fehlausrichtung durch Verdrehung des Ringsegments 10 beim Schieben mit einem Aktor 30 entstanden ist. Aus diesem Grund gehen die Außendurchmesserabschnitte 14 der benachbarten Ringsegmente 10 nicht fließend ineinander über. Vielmehr entstehen - wie im elliptischen Abschnitt zu erkennen - Absätze, sodass Außen- und Innendurchmesser des Statorrings 20 keine perfekten Kreise darstellen. Der Luftspalt zwischen dem Statorring 20 und dem Rotor ist defizitär ausgebildet und so sind Wirkungsgradeinbußen der elektrischen Maschine 100 die Folge. Mithin weist eine elektrische Maschine 100 mit fehlausgerichteten Ringsegmenten 10 eine verringerte Leistungsabgabe auf. Dieser Nachteil kann durch die Verwendung von in den folgenden Figuren dargestellten und im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Ausrichtungselementen 3 sowie eines Spreizdorns 40 behoben oder zumindest verringert werden.

In Fig. 5 ist erkennbar, dass die Ausrichtungselemente 3 an einem, hier rotationssymmetrischen, Grundkörper 7 angeordnet sind, wobei alle Ausrichtungselemente 3 auf einer Seite des Grundkörpers 7 vorgesehen sind. Sämtliche Ausrichtungselemente 3 weisen einen Führungsabschnitt 5 auf, der plattenförmig ausgebildet ist und zumindest teilweise über ein Ende des Grundkörpers 7 hervorragt. Die Führungsabschnitte 5 erstrecken sich hauptsächlich in eine radiale und axiale Richtung bezüglich einer vertikalen Hochachse H in Fig. 5, die parallel zu einer Mittelachse M des Statorrings 20 angeordnet ist. Die Wandstärke der Führungsabschnitte 5, d.h. ihre Dicke in Umfangsrichtung, ist verhältnismäßig klein im Verhältnis zu den Radial- und Axial-Dimensionen.

Der Grundkörper 7 umfasst eine Antriebseinheit, die ihn im Rahmen eines Zuführungsschritts bezüglich der Fig. 5 nach unten - parallel zur Hochachse H - bewegen kann. Im unteren Abschnitt der Fig. 5 sind konzentrisch um die Hochachse H bzw. Mittelachse M Aktoren 30 angeordnet, die die in der Fig. 5 nicht abgebildeten Ringsegmente 10 radial nach innen und senkrecht zur Mittelachse M verschieben können. Durch Bewegung des Grundkörpers 7 nach unten, können die Führungsabschnitte 5 zwischen den Ringsegmenten 10 positioniert werden. In Fig. 6 sind die Führungsabschnitte 5 nach einem Zuführungsschritt dargestellt. Der Grundkörper 7 wurde nach unten gesteuert und die Führungsabschnitte 5 wurden zumindest teilweise zwischen den Ringsegmenten 10 positioniert.

In Fig. 7a ist gleichsam die Fig. 6 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Führungsabschnitte 5 sind zumindest teilweise zwischen den Ringsegmenten 10 positioniert. Die Zahnflanken 17 der jeweiligen Ringsegmente 10 und die Führungsabschnitte 5 sind voneinander beabstandet. Im Rahmen eines dem Zuführungsschritt folgenden Führungsschritts werden die Ringsegmente 10 von den Aktoren 30 entlang jeweils eines Bewegungspfades radial nach innen geschoben. In der Fig. 7b ist die Anordnung nach dem Führungsschritt dargestellt. Der jeweilige Abstand der Ringsegmente 10 bzw. ihrer Zahnflanken 17 hat sich in Umfangsrichtung durch die Verschiebung der Ringsegmente 10 entlang ihrer Bewegungspfade B verringert. Ehe die Führungsabschnitte 5 durch die Zahnflanken 17 durch fortschreitende Verschiebung der Ringsegmente 10 mittels der Aktoren 30 in radiale Richtung eingeklemmt werden, erfolgt ein dem Führungsschritt nachfolgender Hebeschritt. Im Rahmen des Hebeschritts wird der Grundkörper 7 samt den Ausrichtungselemente 3 bzw. den Führungsabschnitten 5 entgegen der Bewegungsrichtung im Zuge des Zuführungsschritts angehoben, d.h. entlang der Hochachse H gemäß Fig. 5 hochbewegt. So wird der Raum zwischen den Ringsegmenten 10 wieder freigegeben.

Zu dem in der Fig. 7b abgebildeten Zeitpunkt liegen die Innendurchmesserabschnitte 12 der Ringsegmente 10 bereits auf einem Außendurchmesser des Spreizdorns 40 an, mit dessen Hilfe die Ausrichtung der Ringsegmente 10 fortgesetzt wird.

In Fig. 8 ist der Ausrichtungsschritt schematisch abgebildet. Jedem Ringsegment 10 ist ein elektrischer oder pneumatischer Aktor 30 zugeordnet. Die Aktoren 30 schieben das ihnen jeweils zugeordnete Ringsegment 10 an seinem Außendurchmesserabschnitt 14 radial nach innen, d.h. senkrecht zu der Mittelachse M. Während die Aktoren 30 die Ringsegmente 10 schieben, liegen die Ringsegmente 10 an ihren Innendurchmesserabschnitten 12 an einem veränderlichen Außendurchmesser des Spreizdorns 40 an. Der Spreizdorn 40 umfasst ein zumindest teilweise kegelförmig ausgebildetes Element 44, das entlang der Mittelachse M bewegbar gelagert ist, sowie mehrere Spreizdornsegmente 46, die jeweils radial, d.h. senkrecht zur Mittelachse M bewegbar gelagert sind. Das Element 44 und die Spreizdornsegmente 46 sind gegeneinander bewegbar angeordnet und stehen stets in Kontakt miteinander. In Fig. 9 ist Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausrichten von Ringsegmenten 10 des Statorrings 20 ohne den Grundkörper 7 und die Ausrichtungselemente 3 in einer Schnittdarstellung abgebildet. Die Vorrichtung kann auch als Ausrichtungs- oder Rundungsstation bezeichnet werden und weist einen Spreizdorn 40 mit veränderbarem Außendurchmesser auf. Dieser Spreizdorn 40 umfasst ein zumindest teilweise kegelförmiges Element 44 sowie mehrere Spreizdornsegmente 46. Die Spreizdornsegmente 46 liegen mit einer abgeschrägten Innenseite außen an dem kegelförmigen Bereich des Elements 44 an und sind durch Federelemente 48 in radialer Richtung gegen das teilweise kegelförmige Element 44 vorgespannt. Bei einer Bewegung des zumindest teilweise kegelförmigen Elements 44 in Richtung der Mittelachse M bewegen sich die Spreizdornsegmente 46 in radialer Richtung. Insbesondere werden die Spreizdornsegmente 46 durch die Federelemente 48 bei einem Bewegen des zumindest teilweise kegelförmigen Elements 44 nach unten jeweils in radialer Richtung nach innen bewegt, so dass sich der Außendurchmesser des Spreizdorns 40 reduziert. Umgekehrt, vergrößert sich der Außendurchmesser des Spreizdorns 40 bei einer Bewegung des zumindest teilweise kegelförmigen Elementes 44 nach oben, wobei die Spreizdornsegmente 46 entgegen der Federkraft der Federelemente 48 in radialer Richtung nach außen bewegt werden.

In der Darstellung nach Fig. 9 ist der Statorring 20 konzentrisch um den Spreizdorn 40 angeordnet und liegt an den Spreizdornsegmenten 46 an, wobei Betätigungsarme der Aktoren 30 jeweils auf einen Außendurchmesserabschnitt 14 der Ringsegmente 10 des Statorrings 20 drücken.

In Fig. 10a und 10b sind der Statorring 20 und zwei Aktoren 30 schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Die jeweiligen Spulen 18, die um die Kernsegmente 16 gewickelt sind, sind aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 10b nicht abgebildet. In der Fig. 10b sind exemplarisch zwei I-förmige Kernsegmente 16 gezeigt, die über ihre Außendurchmesserabschnitte 14 von jeweils einem Aktor 30 geschoben werden, nachdem die Ausrichtungselemente 3 aus dem Bereich zwischen den Ringsegmenten 10 wieder vollständig entfernt wurden. Die Kernsegmente 16 liegen gleichzeitig an ihren Innendurchmesserabschnitten 12 an dem veränderbaren Außendurchmesser des Spreizdorns 40 an. Die Fig. 10b zeigt eine Momentaufnahme während des Ausrichtungsschrittes. Dabei ist der Augenblick dargestellt, in welchem die Zahnflanken 17 zweier benachbarter Kernsegmente 16 in Kontakt treten. In den Kontaktflächen kommt es hierdurch zumindest zu Druckkräften. Der Kontakt zwischen den Kernsegmenten 16 und dem Spreizdorn 40 geht in dem Moment der Zahnflankenkontakte verloren, da die Kernsegmente 16 ihre radiale Position nicht mehr verändern können. In Fig. 11 wird die bereits in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung zum Ausrichten von Ringsegmenten 10 des Statorrings 20 in einer Freigabestellung gezeigt, in welcher der Spreizdorn 40 in Richtung der Mittelachse M derart nach unten bewegt ist, dass der Bereich zwischen den Innendurchmessern der Ringsegmente 10, also der Innenraum des Statorrings 20, freigegeben ist. Diese Freigabestellung wird eingenommen, nachdem der Statorring 20 aus einzelnen Ringsegmenten 10 zusammengesetzt worden ist. In dieser Freigabestellung kann der Statorring 20 durch eine Greifvorrichtung aufgenommen werden und in einer Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

3 Ausrichtungselement

5 Führungsabschnitt

7 Grundkörper

10 Ringsegment

12 Innendurchmesserabschnitt

14 Außendurchmesserabschnitt

15 Vorsprung

16 Kernsegment

17 Zahnflanke

18 Spule

19 Isolierung

20 Statorring

23 Gehäusedeckel

30 Aktor

40 Spreizdorn

42 Außendurchmesser

44 zumindest teilweise kegelförmiges Element

46 Spreizdornsegmente

48 Federelement

100 Elektrische Maschine

B Bewegungspfad

M Mittelachse

H Hochachse