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Verfahren zur Herstellung eines lamellierten Eisenkernes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines lamellierten Eisenkernes für elektrische Apparate in Radialschichtung, bei welchem die einzelnen Bleche unter der Einwirkung von äusseren auf den Kernumfang wirkenden Kräften evolventen- förmig gebogen werden.
Bei der Konstruktion von Kernen magnetischer Kreise, z. B. von Transformatoren oder Drosseln, ist man stets bestrebt, den Querschnitt dieser Kerne möglichst an die Kreisform anzupassen, weil mit einer hohen Ausnutzung des Kernkreisquerschnittes eine Senkung der baulichen Abmessungen und eine höhere Wirtschaftlichkeit hinsichtlich des Materialaufwandes einhergeht.
Zur Lösung dieses Problemes sind eine Reihe von Konstruktionen bekannt geworden.
Bei der heute in grossem Umfange angewandten parallelen Schichtung der Bleche sucht man das Problem dadurch zu lösen, dass man Bleche mit abnehmender Breite verwendet, deren Aussenkanten auf dem gedachten Kernkreis liegen. Da aber eine kontinuierliche Abnahme der Blechbreite aus fertigungstechnischen Gründen undurchführbar ist, muss man die Abnahme der Blechbreite stufenförmig vornehmen, was naturgemäss zu einer unvollständigen Ausnutzung des Kernkreises führt.
Ein anderer Weg zur Lösung des gestellten Pro- blemes führt über die Anwendung radial geschichteter Kerne. Hier zeigt sich aber wiederum als unvorteil- h--iit, dass Bleche mit unterschiedlicher Breite benötigt werden, die in nach aussen zunehmender Anzahl anzuordnen sind. Diese Schwierigkeit lässt sich aber dadurch ausschalten, dass man die Bleche evolventen- förmig biegt und sie sodann zu einem Kern mit kreisförmigem Querschnitt zusammenfügt. Durch diese Massnahme wird es nun zwar nicht mehr nötig, Bleche unterschiedlicher Breite für einen Kern herzustellen; allerdings besteht jetzt die Notwendigkeit, jedes einzelne Blech vor dem Einschichten zu biegen.
Das Herstellen der Bleche in der endgültigen Form macht aber besonders bei der Anwendung von warmge- walzten Blechen besonderen Schwierigkeiten, da die Bleche sehr hart sind und sich einer dauernden Verformung durch Biegen widersetzen.
Ein weiteres bekannt gewordenes Verfahren, das sich ebenfalls auf die Herstellung von radialgeblech- ten Kernen mit evolventenförmig gebogenen Blechen bezieht, beruht darauf, nur teilweise vorgebogene Bleche radial zu schichten und diese sodann unter der Einwirkung von aussen angreifender Zwingen in ihre endgültige Form zu biegen.
Die im Folgenden beschriebene Erfindung ermöglicht eine Verbesserung dieses Verfahrens und ist dadurch gekennzeichnet, dass um den aus radialgeschichteten Blechen bestehenden Kern, in dessen Inneres ein wellenförmiges Maschinenelement eingebracht wurde, Spannmittel angeordnet werden, die auf den Kern von aussen einwirkende Kräfte erzeugen und dass unter der Einwirkung der Spannmittel auf den Kern das wellenförmige Maschinenelement gedreht wird.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht keine zwingende Notwendigkeit mehr, die einzelnen Bleche vorzubiegen, da durch das Zusammenwirken von aussen auf den Kern wirkender Kräfte und dem Verschieben der inneren Kanten
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der Bleche diese ohne jede Vorbearbeitung sich in die gewünschte Form legen. Will man aber trotzdem, vor allem bei Kernen grösseren Querschnittes, eine Vereinfachung der Bearbeitung des geschichteten Kernes durch Vorverformung der einzuschichtenden Bleche erreichen, so genügt jetzt schon eine so geringe Vorverformung, wie sie schon bei der gleichzeitigen Verformung von mehreren Blechen erreichbar ist.
Durch das beschriebene Verfahren wird es möglich, den Arbeitsaufwand für das Vorbiegen der Bleche ganz in Wegfall zu bringen oder mindestens extrem einzuschränken.
Bei Kernen mit grossem Kernkreisdurchmesser ist es bekannt, zwei oder mehrere radialgeschichtete Kerne, die die Form eines kreisringförmigen Zylinders haben, so konzentrisch ineinander zu stecken, dass nunmehr ein Kern mit dem gewünschten Kernkreisdurchmesser entsteht. Diese Ausbildungsform hat besonders dann Bedeutung, wenn die zur Verfügung stehenden Blechbreiten nicht mehr ausreichen, einen Kern mit dem gewünschten Kernkreisdurchmesser herzustellen.
In solchen Fällen kann der bereits gepresste und fertig verformte Kern mit dem kleinsten Durchmesser die Funktion des wellenförmigen Maschinenelementes übernehmen, so dass nach Bearbeitung des zweiten Kernes mit kreisringförmigem Querschnitt der fertige Kern zur Verfügung steht, und das mit Schwierigkeiten verbundene Ineinanderstecken der Kerne entfallen kann. Ausserdem benötigt man bei diesem Verfahren für den zweiten Kern mit kreisringförmigem Querschnitt kein zweites wellenförmiges Maschinenelement.
Um nun dafür Sorge zu tragen, dass der Kern seine ihm gegebene Form behält, ist es zweckmässig, ihn in bekannter Weise zu glühen. Damit tritt eine Entspannung der einzelnen evolventenförmig gebogenen Bleche ein. Gleichzeitig werden aber auch die vormals vorhandenen magnetischen Eigenschaften des Transformatorenbleches, die durch die Bearbeitung verschlechtert wurden, wieder herbeigeführt.
Dieses Verfahren bietet vor allem bei der Anwendung von kornorientierten Blechen Vorteile. Es ist aber gleichzeitig mit einem grossen technologischen Aufwand verbunden.
Viel günstiger erscheint deshalb das folgende beispielsweise Verfahren.
Nachdem der Kern auf seinen Sollkreisdurch- messer verformt wurde, wird er auch im Betrieb unter dem erforderlichen äusseren Druck gehalten. Dies kann im wesentlichen auf drei Arten erfolgen: Man kann die der Pressung des Kernes dienenden Mittel so ausbilden, dass sie am Kern verbleiben können. Voraussetzung dazu ist, dass sie den Kernkreisdurchmesser nicht oder nicht wesentlich erhöh- ren. Das kann man z. B. durch Anwendung von gegen den Kern isolierten Spannbändern aus Stahlfolien erreichen. Geringe Einschnürungen am Aussendurchmesser des Kernes können dazu dienen, die Be- einflussung des effektiven Kerndurchmessers überhaupt zu verhindern.
Ein anderer Weg, der sich zur Lösung der beschriebenen Aufgabe eignet, besteht darin, dass nach der Verformung des Kernes solche Spannmittel nachträglich aufgebracht werden, die den durch die Press- mittel erzeugten Druck übernehmen.
Es versteht sich von selbst, dass die der Pressung - die::enden Mittel keine geschlossene elektrische Windung bilden dürfen. Man vermeidet dies zweckmässigerweise dadurch, dass man ein Zwischenstück vorsieht, an dem die beiden Enden des um den Kern geschlungenen Bandes angreifen und indem man das Zwischenstück aus Isoliermaterial fertigt, bzw. zwischen Zwischeastück und dem Band Isolier- beilagen anbringt.
His besonders vorteilhaft erscheint aber der dritte im folgenden beschriebene Weg. Er besteht darin, dass die den Kern umschliessende Wicklung bzw. das Wicklungsrohr den durch die Pressmittel erzeugten Druck übernimmt. Nach der Verformung des Kernes aus seinem Sollkreisdurchmesser wird gemäss diesem Vorschlag die Wicklung aufgebracht und mit dem Kern verkeilt. Nun können die Pressmittel entfernt werden, so dass die Spule bzw. ihr Wickelrohr den Druck übernimmt.
Die beigefügten Figuren zeigen im Prinzip eine beispielsweise Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Ausführungsbeispiel eines gemäss dem Verfahren hergestellten Erzeugnisses.
In Fig. 1 ist mit 1 das Fundament bezeichnet, welches auch gleichzeitig das Antriebsmittel, z. B. ein Schneckengetriebe für das wellenförmige Bauteil 2 aufnehmen kann. Über das wellenförmige Bauteil 2 ist eine Buchse 3 geschoben, die vor allem die leichte Entfernung des fertigen verformten Kernschenkels ermöglichen soll. Um diese Buchse sind die einzelnen Bleche 4 des Transformatorschenkels gestapelt, die von Pressmitteln 5 zusammengehalten werden.
In Fig. 2 sind die gleichen Bauelemente mit gleichen Ziffern bezeichnet. Aus der Fig. 2 erkennt maii, dass die Pressmittel 5 (hier Pressbänder) über ein Distanzstück 6 zusammengezogen werden können. Damit erhöht sich der Druck in radialer Richtung auf die einzelnen Schenkelbleche und führt bei Drehung des wellenförmigen Bauteiles 2 zur Biegung der Bleche. Damit sich die Pressmittel und mit ihnen der äussere Teil der Bleche nicht mitdrehen kann, werden die Pressmittel an nicht dargestellten Bauteilen verankert.
In Fig. 3 ist ein Kern gezeigt, wie er gemäss Anspruch 2 hergestellt worden ist. Um das wellenförmige Bauteil 1 sind hier zunächst die Kernbleche 7 angeordnet und gebogen worden. Anschliessend daran wurden die Bleche 8 radial um den bereits gefertigten Kern angeordnet, etwa derart wie es Fig. 2 erkennen lässt. Im Anschluss daran wurden nun auch die Bleche 8 durch Drehung der Teile 1 und 7 gebogen. Der Kern mit dem kleineren Durchmesser übernimmt
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damit die Funktion des wellenförmigen Elementes 2 und der Buchse 3.