DE3603473C2

DE3603473C2 -

Info

Publication number: DE3603473C2
Application number: DE19863603473
Authority: DE
Inventors: Niels Reinach Ch Abildgaard
Original assignee: Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1988-09-08
Also published as: DE3603473A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Es ist durch die US-PS 43 68 447 ein solches Verfahren bekannt, magnetische Ring kerne durch spiralförmiges Wickeln eines dünnen Bandes aus amorphem Metall herzustellen. Amorphe Metalle haben im Ge gensatz zu den üblichen Metallen keine kristalline Struktur, sondern einen vollständig ungeordneten Atomaufbau. Amorphe Metallegierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis zeich nen sich durch sehr kleine Koerzitivfeldstärken, hohe Per meabilitätswerte und geringe Ummagnetisierungsverluste aus. Ein aus einer solchen amorphen Metallegierung hergestelltes Metallband ergibt daher magentische Ringkerne mit hervorra genden Eigenschaften.Such a method is known from US Pat. No. 4,368,447, magnetic ring core by spiral winding a thin band to produce amorphous metal. Amorphous metals in Ge in contrast to the usual metals no crystalline structure, but a completely disordered atomic structure. Amorphous Draw metal alloys based on iron, nickel or cobalt very small coercive field strengths, high per meability values and low hysteresis losses. One made from such an amorphous metal alloy Metal band therefore results in magical toroidal cores properties.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik werden amorphe Metall bänder fast ausschließlich im Schmelzspinnverfahren herge stellt ("etz", Bd. 102, 1981, Heft 21, S. 1096 ff). Die Metallschmelze wird dabei auf eine schnell bewegte Kühl fläche gerichtet, z. B. auf eine rotierende Kühlwalze. Auf der Walzenoberfläche erstarrt das Material zu einem dünnen Metallband, das dann abgezogen werden kann. Mit diesem Verfahren lassen sich Metallbänder mit Bandbreiten von etwa 1 mm bis 100 mm und mit einer Banddicke von etwa 20 bis 50 µm herstellen. Dickere amorphe Metallbänder können mit dem Schmelzspinnverfahren nicht hergestellt werden, da bei größerer Banddicke die Wärme nicht mehr schnell genug abgeführt werden kann. Die nach dem herkömmlichen Schmelz spinnverfahren hergestellten Metallbänder haben durchwegs eine konstante Bandbreite. Ein durch spiralförmiges Wickeln eines solchen amorphen Metallbandes hergestellter Ringkern hat daher einen rechteckigen Kernquerschnitt.At the current state of the art amorphous metal ribbons almost exclusively by melt spinning provides ("etz", Vol. 102, 1981, Issue 21, pp. 1096 ff). The Molten metal is placed on a rapidly moving cooling system area directed, e.g. B. on a rotating chill roll. On The material solidifies into a thin layer on the surface of the roller Metal tape that can then be peeled off. With this Processes can be metal strips with bandwidths of about 1 mm to 100 mm and with a tape thickness of about 20 up to 50 µm. Thicker amorphous metal bands can can not be produced with the melt spinning process because the heat is no longer fast enough for thicker strips can be dissipated. The one after the conventional enamel Metal strips produced by spinning processes consistently a constant bandwidth. One by spiral wrapping of such an amorphous metal band produced ring core therefore has a rectangular core cross section.

Aus der DE-PS 9 04 324 ist ein Verfahren zur Hestellung ma gnetischer Ringkerne mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt bekannt, bei welchem ein von einer Vorrats spule gezogenes Band aus magnetischem Werkstoff längs bei der Kanten durch Schneidwerkzeuge zugeschnitten wird, die von der Schablone so gesteuert sind, daß das Band nach dem Wickeln auf einen Wickeldorn einen Kern mit angenähert kreisförmigen oder halbkreisförmigem Querschnitt bildet. Dieses Verfahren ist aufwendig, und seine Anwendung bei im Schmelzspinnverfahren hergestellten Bändern aus amorphem Metall ist wegen der geringen Banddicke mit beträchtlichen technischen Schwierigkeiten verknüpft.From DE-PS 9 04 324 a method for manufacturing ma magnetic ring cores with essentially circular Cross section known, in which one of a stock coil drawn tape made of magnetic material along the edges are cut by cutting tools that are controlled by the template so that the tape after the winding on a mandrel with a core approximated forms circular or semicircular cross section. This process is complex, and its application in im Melt spinning ribbons made from amorphous Metal is considerable due to the small strip thickness technical difficulties.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das eine sehr einfache und präzise Fertigung von Ringker nen mit beliebigem vorgegebenem Kernquerschnitt durch spi ralförmiges Wickeln eines Bandes aus amorphem Metall er möglicht.The object of the invention is to create a method a very simple and precise production by Ringker with any given core cross-section by spi ral-shaped winding of an amorphous metal band possible.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method solved according to claim 1.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung entsteht im Schmelz spinnvorgang von vornherein ein Metallband veränderlicher Breite, das beim Wickeln zu einem Ringkern den vorgegebe nen Kernquerschnitt ergibt. Somit entfällt jede Notwendig keit einer Nachbearbeitung des Metallbandes. Insbesondere ist es möglich, das von der Kühlwalze der Schmelzspinn vorrichtung abgezogene Metallband unmittelbar einer Ring kern-Wickelvorrichtung zuzuführen. Diese Maßnahme ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß die Abmessungen des entste henden Ringkernwickels erfaßt und zur Steuerung oder Re gelung der Breite des Metallbandes herangezogen werden können.In the method according to the invention is formed in the enamel spinning process a metal strip changeable from the outset Width that the given when winding into a toroid results in a core cross-section. So there is no need post-processing of the metal strip. In particular it is possible that from the cooling roll of the melt spinning device stripped metal band immediately a ring core winding device. This measure results the additional advantage that the dimensions of the entste ing toroidal core detected and for control or re the width of the metal strip can be used can.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Schmelzspinnvorrichtung, die eine Kühlwalze, einen eine Metallschmelze enthaltenden Tiegel und eine Düse mit einem Austrittsschlitz, durch den ein Schmelzstrahl auf die Ober fläche der Kühlwalze gerichtet wird, aufweist, ist in An spruch 5 beschrieben.A device for performing the method with a Melt spinning device, the one cooling roll, one Crucible containing molten metal and a nozzle with a Exit slot through which a melt stream hits the upper surface of the cooling roller is directed, is in on Proverb 5 described.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments and refinements of the Er invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird erläutert in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung darge stellt ist. In der Zeichnung zeigtThe invention is explained in the following description of an embodiment, the Darge in the drawing represents is. In the drawing shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstellung von magneti schen Ringkernen nach der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a plant for the production of magneti rule toroidal cores according to the invention,

Fig. 2 eine diametrale Schnittansicht eines mit der Anlage von Fig. 1 herge stellten magnetischen Ringkerns, Fig. 2 is a diametrical sectional view of a Herge with the system of Fig. 1, presented magnetic ring core,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des zur Herstellung des Ringkerns von Fig. 2 verwendeten Metallbandes, Fig. 3 is a schematic representation of the metal strip used to make the ring core of Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die Schmelzspinnvorrichtung bei einer Stellung des Austrittsschlit zes der Düse zur Erläuterung einer bevorzugten Maßnahme zur Änderung der effektiven Breite des Austritts schlitzes und Fig. 4 is a schematic plan view of the melt spinning device at a position of the exit slot of the nozzle to explain a preferred measure for changing the effective width of the exit slot and

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 4 bei einer anderen Stellung des Austritts schlitzes der Düse. Fig. 5 is a view similar to Fig. 4 in a different position of the outlet slot of the nozzle.

Die in Fig. 1 gezeigte Anlage zur Herstellung eines magnetischen Ringkerns enthält eine Schmelzspinnvorrich tung 10 zur Herstellung eines Bandes 11 aus amor phem Metall und eine Ringkern-Wickelvorrichtung 12. Die Schmelzspinnvorrichtung 10 enthält eine Kühlwalze 13, die durch einen nicht dargestellten motorischen Antrieb in der Pfeilrichtung in eine gleichförmige Drehbewegung um ihre Achse versetzt wird, und einen Schmelztiegel 14, der eine Schmelze 15 aus der Metallegierung enthält, aus der das Metallband 11 hergestellt werden soll. Die Schmelze 15 wird durch eine Induktions spule 16 oder eine andere Heizeinrichtung auf der erforderlichen Temperatur gehalten. Am unteren Ende des Schmelztiegels 14 ist eine Düse 17 angebracht. Die Schmelze 15 wird im Schmelztiegel 14 unter Druck gesetzt, so daß ein Schmelzstrahl 18 durch die Düse 17 auf die Umfangsfläche der rotierenden Kühlwalze 13 gespritzt wird, wo sie extrem rasch abgekühlt wird. Das dadurch auf der Umfangsfläche der Kühlwalze 13 entstehende Metallband 11 hat eine sehr geringe Dicke und ist bereits nach einer Strecke, die einem Bruchteil des Walzenumfangs entspricht, soweit erstarrt und abgekühlt, daß es von der Kühlwalze 13 abgezogen werden kann.The plant shown in Fig. 1 for the production of a magnetic ring core contains a Schmelzspinnvorrich device 10 for producing a band 11 of amor phem metal and a ring core winding device 12th The melt spinning device 10 contains a cooling roller 13 , which is set in the arrow direction in a uniform rotational movement about its axis by a motor drive, not shown, and a crucible 14 , which contains a melt 15 made of the metal alloy from which the metal strip 11 is to be produced . The melt 15 is held by an induction coil 16 or other heating device at the required temperature. A nozzle 17 is attached to the lower end of the crucible 14 . The melt 15 is pressurized in the crucible 14 so that a melt jet 18 is sprayed through the nozzle 17 onto the peripheral surface of the rotating cooling roll 13 , where it is cooled extremely quickly. The resulting metal strip 11 on the circumferential surface of the cooling roller 13 has a very small thickness and is already solidified and cooled after a distance which corresponds to a fraction of the roller circumference to such an extent that it can be removed from the cooling roller 13 .

Das nach diesem Schmelzspinnverfahren hergestellte Band 11 besteht aus amorphem Metall. Amorphe Metalle haben im Gegensatz zu den üblichen Metallen keine kristalline Struktur, sondern einen vollständig ungeordneten Atomauf bau, weil das schnelle Abschrecken die Kristallisation des Metalls verhindert. Die ungeordnete Flüssigkeits struktur der Schmelze wird gewissermaßen im Festkörper zustand bei Raumtemperatur eingefroren. Weil diese Vor gänge beim Glas ähnlich ablaufen und das Glas im festen Zustand ebenfalls einen amorphen Aufbau zeigt, nennt man amorphe Metalle häufig auch metallische Gläser. Mit dem Schmelzspinnverfahren können heutzutage Bänder aus amorphem Metall mit einer Banddicke von etwa 20 bis 50 µm und mit Bandbreiten von etwa 1 mm bis 100 mm hergestellt werden.The band 11 produced by this melt spinning process consists of amorphous metal. In contrast to the usual metals, amorphous metals do not have a crystalline structure, but a completely disordered atom structure, because the rapid quenching prevents the metal from crystallizing. The disordered liquid structure of the melt is frozen to a certain extent in the solid state at room temperature. Because these processes are similar for glass and the glass also shows an amorphous structure in the solid state, amorphous metals are often called metallic glasses. Nowadays, the melt spinning process can produce strips of amorphous metal with a strip thickness of approximately 20 to 50 µm and with strip widths of approximately 1 mm to 100 mm.

Da aus dem Metallband 11 magnetische Ringkerne für Trans formatoren oder Induktionsspulen hergestellt werden sol len, muß das amorphe Metall eine ferromagnetische Legie rung sein. Amorphe Metallegierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis zeichnen sich durch sehr kleine Koerzi tivfeldstärken, hohe Permeabilitätswerte und geringe Ummagnetisierungsverluste aus. Mit dem aus einer solchen amorphen Metallegierung hergestellten Band 11 können daher Ringkerne mit hervorragenden magnetischen Eigen schaften, erzeugt werden.Since 11 magnetic toroidal cores for transformers or induction coils are to be produced from the metal strip, the amorphous metal must be a ferromagnetic alloy. Amorphous metal alloys based on iron, nickel or cobalt are characterized by very small coercive field strengths, high permeability values and low magnetic loss. With the band 11 made from such an amorphous metal alloy, ring cores with excellent magnetic properties can therefore be produced.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage werden die Ring kerne durch unmittelbares spiralförmiges Aufwickeln des von der Kühlwalze 13 abgezogenen amorphen Metallbandes 11 mittels der Ringkern-Wickelvorrichtung 12 hergestellt. Die Ringkern-Wickelvorrichtung 12 ist von an sich bekann ter Bauart und enthält einen Wickeldorn 19, der durch einen nicht dargestellten motorischen Antrieb in der Pfeilrichtung in Drehung versetzt wird. Das auf dem Um fang des Wickeldorns 19 spiralförmig aufgewickelte Metall band 11 bildet einen Ringkernwickel 20 von zunehmender radialer Dicke. Eine nicht dargestellte Drehzahlregel einrichtung an sich bekannter Art regelt die Drehzahl des Wickeldorns 19 derart, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Ringkernwickels 20 bei zunehmendem Radius stets gleich der Geschwindigkeit ist, mit der das amorphe Metallband 11 von der Kühlwalze 13 abläuft. In the system shown in FIG. 1, the ring cores are produced by directly winding the amorphous metal strip 11 drawn off from the cooling roll 13 by means of the ring core winding device 12 . The toroidal winding device 12 is of a type known per se and contains a winding mandrel 19 which is rotated in the direction of the arrow by a motor drive (not shown). The on the order of the mandrel 19 spirally wound metal band 11 forms a toroidal core 20 of increasing radial thickness. A speed control device, not shown, in a known manner controls the speed of the winding mandrel 19 such that the peripheral speed of the toroidal core 20 is always the same as the speed at which the amorphous metal strip 11 runs from the cooling roller 13 with increasing radius.

Wenn das amorphe Metallband 11, wie beim Schmelzspinn verfahren üblich, mit konstanter Breite hergestellt werden würde, hätten die daraus hergestellten Ringkerne einen recht eckigen Kernquerschnitt. Eine Besonderheit der in Fig. 1 dargestellten Anlage besteht darin, daß die Breite des Metallbandes 11 bei seiner Herstellung im Schmelzspinn verfahren derart verändert wird, daß jeder daraus herge stellte Ringkernwickel 20 einen im wesentlichen kreis runden Kernquerschnitt hat.If the amorphous metal strip 11 were to be produced with a constant width, as is customary in melt spinning, the ring cores produced therefrom would have a quite angular core cross section. A special feature of the system shown in Fig. 1 is that the width of the metal strip 11 is changed during its manufacture in the melt spinning process such that each ring core winding 20 produced therefrom has an essentially circular core cross-section.

Fig. 2 zeigt einen diametralen Schnitt durch einen in dieser Weise hergestellten fertigen Ringkernwickel 20, und Fig. 3 zeigt schematisch die Änderung der Breite des Metallbandes 11, die erforderlich ist, damit der daraus hergestellte Ringkern wickel 20 den in Fig. 2 dargestellten Kernquerschnitt hat. Zu diesem Zweck hat der Anfangsabschnitt 11 a des Metallbandes 11 eine kleinste Breite B _min. Dann nimmt die Breite des Metallbandes 11 zum mittleren Bandab schnitt 11 b hin bis zu einer maximalen Breite B _max all mählich zu. Von der Mitte des Metallbandes an nimmt die Breite allmählich wieder ab, bis sie am Endabschnitt 11 c wieder den kleinsten Wert B _min erreicht. Die größte Breite B _max ist gleich dem Durchmesser des Kernquer schnitts. Die Breite des Metallbandes müßte sich theore tisch nach beiden Seiten hin bis zum Wert Null verrin gern. In der Praxis genügt es, wenn die kleinste Breite B _min etwa ein Viertel der maximalen Breite B _max beträgt; die dadurch bedingten Abflachungen des Kernquerschnitts sind vernachlässigbar, wie die Schnittansicht von Fig. 2 erkennen läßt. Fig. 2 shows a diametrical section through a finished toroidal winding 20 produced in this way, and Fig. 3 shows schematically the change in width of the metal strip 11 , which is required so that the annular core winding 20 produced therefrom has the core cross section shown in Fig. 2 . For this purpose, the initial section 11 a of the metal strip 11 has a smallest width B _min . Then the width of the metal strip 11 to the middle Bandab section 11 b gradually increases up to a maximum width B _max . From the center of the metal strip, the width gradually decreases again until it reaches the smallest value B _min again at the end section 11 c . The largest width B _max is equal to the diameter of the core cross section. Theoretically, the width of the metal strip would have to be reduced to zero on both sides. In practice it is sufficient if the smallest width B _{min is} about a quarter of the maximum width B _max ; the resulting flattening of the core cross section is negligible, as can be seen from the sectional view of FIG. 2.

Infolge der geringen Dicke des Metallbandes ist die zum Wickeln eines Ringkerns erforderliche Länge des Metall bandes sehr groß; sie kann, je nach der Dicke des Metall bandes, mehrere hundert Meter betragen. Die in Fig. 3 durch gestrichelte Linien stark gestaucht angedeutete Breitenänderung erfolgt also in Wirklichkeit nur sehr allmählich.Due to the small thickness of the metal strip, the length of the metal strip required for winding a ring core is very large; depending on the thickness of the metal strip, it can be several hundred meters. The change in width indicated by the dashed lines in FIG. 3 is therefore only very gradual in reality.

Die erforderliche Änderung der Breite des Metallbandes 11 während seiner Herstellung im Schmelzspinnverfahren erfolgt bei der Anlage von Fig. 1 dadurch, daß die effektive Breite des Austrittsschlitzes der Düse 17 geändert wird. Zu diesem Zweck ist an der Düse 17 eine Schlitzbreiten-Verstellvorrichtung 21 angebracht, die derart ausgebildet ist, daß sie eine Einstellung der effek tiven Breite des Austrittsschlitzes der Düse 17 ermög licht. Unter der "effektiven Breite" des Austrittsschlitzes der Düse 17 ist die Breite zu verstehen, die für die Breite des im Schmelzspinnverfahren hergestellten Metall bandes 11 maßgeblich ist.The necessary change in the width of the metal strip 11 during its production in the melt spinning process takes place in the system of FIG. 1 by changing the effective width of the outlet slot of the nozzle 17 . For this purpose, a slot width adjustment device 21 is attached to the nozzle 17 , which is designed such that it enables adjustment of the effective width of the outlet slot of the nozzle 17 light. The "effective width" of the outlet slot of the nozzle 17 is to be understood as the width which is decisive for the width of the metal strip 11 produced in the melt spinning process.

Eine weitere Besonderheit der Anlage von Fig. 1 besteht darin, daß die Breite des Metallbandes 11 mit Hilfe eines Regelkreises 22 in Abhngigkeit von der fortschreitenden Bildung des Ringkernwickels 20 geregelt wird. Zu diesem Zweck wird der Ringkernwickel 20 berührungslos durch eine optische Abtastvorrichtung 25 abgetastet. Die opti sche Abtastvorrichtung 25 enthält eine Lichtquelle 26 und eine photoelektrische Wandleranordnung 27. Die Licht quelle 26 erzeugt ein paralleles Lichtbündel 28, das derart auf die photoelektrische Wandleranordnung 27 ge richtet ist, daß es von dem Ringkernwickel 20 teilweise abgefangen wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der optischen Abtastvorrichtung 25 enthält die photoelektri sche Wandleranordnung 27 eine zweidimensionale Anordnung von lichtempfindlichen Elementen, deren Ausdehnung sowohl in der radialen Richtung des Ringkernwickels 20 (parallel zur Zeichenebene von Fig. 1) als auch in der axialen Richtung (senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1) größer als die größten vorkommenden Abmessungen des Ringkern wickels sind. Das von der Lichtquelle 26 erzeugte paral lele Lichtbündel 28 hat in den beiden Dimensionsrich tungen entsprechend große Abmessungen, und die Anordnung ist derart getroffen, daß der größte vorkommende Querschnitt des Ringkernwickels 20, der senkrecht zum Lichtbündel 28 steht, vollständig innerhalb des Lichtbündels 28 und der Erfassungsfläche der photoelektrischen Wandleranordnung 27 liegt. Bei der Bildung des Ringkernwickels 20 wird dann entsprechend dem jeweils erreichten Wickelquer schnitt ein zunehmender Bereich der photoelektrischen Wandleranordnung 27 abgeschattet. Die photoelektrische Wandleranordnung 27 liefert am Ausgang elektrische Signa le, die für die Abmessungen des abgeschatteten Bereichs kennzeichnend sind. Für die photoelektrische Wandleran ordnung 27 eignet sich besonders vorteilhaft eine CCD- Bildwandlermatrix, welche die durch die Abschattung er zeugten Helligkeitsunterschiede in der üblichen Weise in ein elektrisches Videosignal umwandelt, das am Ausgang abgegeben wird. Aus dem elektrischen Videosignal können die axialen und radialen Abmessungen des abgeschatteten Bereichs und somit die entsprechenden Abmessungen der Querschnittsfläche des Wickels ermittelt werden.Another special feature of the system of FIG. 1 is that the width of the metal strip 11 is regulated with the aid of a control loop 22 as a function of the progressive formation of the toroidal core 20 . For this purpose, the toroidal winding 20 is scanned contactlessly by an optical scanning device 25 . The optical scanning device 25 includes a light source 26 and a photoelectric converter arrangement 27 . The light source 26 generates a parallel light beam 28 , which is directed to the photoelectric transducer assembly 27 ge that it is partially intercepted by the toroidal winding 20 . In the preferred embodiment of the optical pickup 25 , the photoelectric transducer assembly 27 includes a two-dimensional array of photosensitive elements, the extent of which both in the radial direction of the toroidal coil 20 (parallel to the plane of FIG. 1) and in the axial direction (perpendicular to the plane of the drawing) of Fig. 1) are larger than the largest occurring dimensions of the toroidal winding. The paral lele light bundle 28 generated by the light source 26 has correspondingly large dimensions in the two dimension directions, and the arrangement is such that the largest cross-section of the toroidal core 20 , which is perpendicular to the light bundle 28, is completely within the light bundle 28 and Detection area of the photoelectric converter arrangement 27 lies. When the toroidal core winding 20 is formed, an increasing area of the photoelectric converter arrangement 27 is then shaded in accordance with the winding cross section achieved in each case. The photoelectric transducer arrangement 27 delivers electrical signals at the output which are characteristic of the dimensions of the shaded area. For the photoelectric converter arrangement 27 is particularly advantageous a CCD image converter matrix, which converts the differences in brightness generated by the shading in the usual manner into an electrical video signal that is output at the output. The axial and radial dimensions of the shaded area and thus the corresponding dimensions of the cross-sectional area of the winding can be determined from the electrical video signal.

An den Ausgang der photoelektrischen Wandleranordnung 27 ist eine Rechenschaltung 29 angeschlossen, die aus den Ausgangssignalen der photoelektrischen Wandleranordnung 27 die Soll-Breite des Metallbandes 11 bereichnet, die der jeweils erreichten Abmessung des Ringkernwickels 20 entspricht. Die Rechenschaltung 29 erzeugt Steuersignale, die einer Steueranordnung 30 zugeführt werden, die die Schlitzbreiten-Einstellvorrichtung 21 betätigt. Aufgrund der von der Rechenschaltung 29 erzeugten Steuersignale stellt die Steueranordnung 30 die Schlitzbreiten-Ver stellvorrichtung 21 derart ein, daß die Breite des von der Kühlwalze 13 ablaufenden Metallbandes 11 der von der Rechenschaltung 29 berechneten Soll-Breite entspricht.To the output of the photoelectric transducer array 27 an arithmetic circuit 29 is connected, the bereichnet from the output signals of the photoelectric conversion device 27, the desired width of the metal strip 11, which corresponds to the dimension achieved in each case of the toroidal coil 20th The arithmetic circuit 29 generates control signals which are fed to a control arrangement 30 which actuates the slot width adjusting device 21 . Due to the control signals generated by the arithmetic circuit 29 , the control arrangement 30 adjusts the slot width adjustment device 21 such that the width of the metal strip 11 running off the cooling roller 13 corresponds to the desired width calculated by the arithmetic circuit 29 .

Die Rechenschaltung 29 ist vorzugsweise ein in ent sprechender Weise programmierter Computer.The arithmetic circuit 29 is preferably a computer programmed accordingly.

Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform kann die photoelektrische Wandleranordnung 27 eine lineare Anord nung von lichtempfindlichen Elementen enthalten, die parallel zur radialen Richtung des Ringkernwickels 20 (also parallel zur Zeichenebene von Fig. 1) angeordnet sind. In diesem Fall sind die elektrischen Ausgangs signale der photoelektrischen Wandleranordnung 27 nur für die jeweilige radiale Dicke D _R des Ringkernwickels 20 kenn zeichnend. Im Prinzip genügt die Ermittlung der radialen Dicke, denn es besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwi schen der radialen Dicke D _R und der zugeordneten Breite des Metallbandes 11, wie die Schnittansicht von Fig. 2 er kennen läßt. Dieser Zusammenhang zwischen der radialen Dicke des Ringkernwickels 20 und der Breite des Metall bandes 11 muß in der Rechenschaltung 29 gespeichert sein. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform besteht jedoch keine Möglichkeit zu überprüfen, ob die Breite des von der Kühlwalze 13 ablaufenden Metallbandes auch tatsäch lich der von der Rechenschaltung 29 vorgeschriebenen Soll-Breite entspricht. Dagegen ermöglicht die zweidimen sionale photoelektrische Wandleranordnung 27 auch eine Kontrolle der Ist-Breite des Metallbandes 11.According to a simplified embodiment, the photoelectric converter arrangement 27 can contain a linear arrangement of photosensitive elements which are arranged parallel to the radial direction of the toroidal winding 20 (ie parallel to the plane of the drawing in FIG. 1). In this case, the electrical output signals of the photoelectric converter arrangement 27 are characteristic only for the respective radial thickness D _{R of} the toroidal winding 20 . In principle, the determination of the radial thickness is sufficient, because there is a clear relationship between the radial thickness D _R and the associated width of the metal strip 11 , as the sectional view of FIG. 2 shows. This relationship between the radial thickness of the toroidal core 20 and the width of the metal band 11 must be stored in the arithmetic circuit 29 . In this simplified embodiment, however, there is no possibility of checking whether the width of the metal strip running off the cooling roll 13 actually corresponds to the desired width prescribed by the computing circuit 29 . 27 on the other hand enables the zweidimen dimensional photoelectric converter arrangement, a control of the actual width of the metal strip. 11

Anstelle der optischen Abtastvorrichtung 25 kann auch jede andere Abtastvorrichtung ver wendet werden, die eine ein- oder zweidimensionale Ab tastung des Ringkernwickels 20 ermöglicht. Im einfachsten Fall kann beispielsweise ein mechanischer Fühler am Um fang des Ringkernwickels 20 anliegen, so daß er in Abhän gigkeit von der radialen Dicke des Ringkernwickels 20 verstellt wird. Aus verständlichen Gründen wird jedoch eine berührungslose Abtastung bevorzugt.Instead of the optical scanning device 25 , any other scanning device can be used, which enables a one- or two-dimensional scanning of the toroidal core 20 . In the simplest case, for example, a mechanical sensor can be applied to the start of the toroidal core 20 , so that it is adjusted in dependence on the radial thickness of the toroidal core 20 . For understandable reasons, non-contact scanning is preferred.

Die Anlage von Fig. 1 kann ferner dadurch vereinfacht werden, daß keine Abtastung des Ringkernwickels erfolgt. Es ist grundsätzlich möglich, die für einen bestimmten Ringkern erforderliche Breitenänderung des Metallbandes unter Berücksichtigung der Banddicke im voraus zu berech nen und dann die Breite des Metallbandes bei dessen Her stellung nach einem aufgrund dieser Berechnung erstell ten Programm in Abhängigkeit von einem anderen Parameter als der Dicke des Ringkernwickels zu steuern. Dieser Parameter kann insbesondere die Wickelzeit, die Länge des Metallbandes 11 oder die Anzahl der Umdrehungen der Kühlwalze 13 oder des Wickeldorns 19 sein. Das in dieser Weise erstellte Programm ist dann in der Rechenschaltung 29 gespeichert. In diesem Fall ist es auch möglich, das nach dem gespeicherten Programm mit veränderlicher Breite erzeugte Metallband 11 nicht unmittelbar einer Ringkern- Wickelvorrichtung zuzuführen, sondern zunächst in geeig neter Weise zu speichern und erst später zu einem Ring kern zu wickeln.The system of FIG. 1 can also be simplified in that the toroidal winding is not scanned. It is fundamentally possible to calculate in advance the change in width of the metal strip required for a specific ring core, taking into account the strip thickness, and then the width of the metal strip when it is produced according to a program created on the basis of this calculation, depending on a parameter other than the thickness to control the toroidal winding. This parameter can be, in particular, the winding time, the length of the metal strip 11 or the number of revolutions of the cooling roller 13 or the winding mandrel 19 . The program created in this way is then stored in the computing circuit 29 . In this case, it is also possible not to supply the metal strip 11 generated according to the stored program with variable width directly to a toroidal winding device, but first to save it in a suitable manner and to wind it later to a toroidal core.

Alle zuvor beschriebenen Maßnahmen eignen sich in gleicher Weise für den Fall, daß der gewünschte Kern querschnitt des Ringkerns nicht kreisrund ist, sondern eine andere von der Rechteckform abweichende Querschnitts form hat, beispielsweise elliptisch. Auch in diesem Fall gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der radialen Dicke des Ringkernwickels und der zugeordneten Breite des Metallbandes. All of the measures described above are suitable in the same way in the event that the desired core cross-section of the toroid is not circular, but another cross-section deviating from the rectangular shape shape, for example elliptical. In this case, too there is a clear link between the radial thickness of the toroid and the associated Width of the metal band.

Anhand der Fig. 4 und 5 wird die Maßnahme zur Veränderung der effektiven Breite des Austritts schlitzes der Düse 17 erläutert. Diese Figuren zeigen sehr schematisch in Draufsicht die Kühlwalze 13 mit ihrer Antriebswelle 33, die Düse 17 mit ihrem Austritts schlitz 34 und das von der Kühlwalze 13 ablaufende Metallband 11. Der Austrittsschlitz 34 ist verhältnis mäßig schmal und langgestreckt. In Fig. 4 steht der Austrittsschlitz 34 senkrecht zur Längsrichtung des Metallbandes 11, also parallel zur Achse der Kühlwalze 13. Das Metallband 11 hat dann die größtmögliche Breite. In Fig. 5 ist der Austrittsschlitz 34 verschwenkt, so daß er mit der Längsrichtung des Metallbandes 11 einen Winkel α einschließt, der kleiner als 90° ist. Die Breite des Metallbandes 11 ist dann kleiner. Die Änderung der effek tiven Breite des Austrittsschlitzes 34 erfolgt also in diesem Fall dadurch, daß die Winkelstellung des Austritts schlitzes 34 relativ zur Längsrichtung des von der Kühl walze 13 ablaufenden Metallbandes verändert wird, während die wirkliche Breite des Austrittsschlitzes unverändert bleibt. Die Schlitzbreiten-Verstellvorrichtung 21 ist in diesem Fall ein Drehmechanismus, der entweder die Düse 17 mit ihrem Austrittsschlitz oder den ganzen Schmelztiegel 14 verdreht.4 and 5, the action is to change the effective width of the outlet slot of the nozzle 17 described with reference to FIG.. These figures show very schematically in plan view the cooling roller 13 with its drive shaft 33 , the nozzle 17 with its outlet slot 34 and the metal strip 11 running off the cooling roller 13 . The exit slot 34 is relatively narrow and elongated. In FIG. 4 the exit slot 34 perpendicular to the longitudinal direction of the metal strip 11, ie parallel to the axis of the cooling roll 13 is. The metal strip 11 then has the greatest possible width. In Fig. 5 the outlet slot 34 is pivoted so that it includes an angle α with the longitudinal direction of the metal strip 11 which is less than 90 °. The width of the metal strip 11 is then smaller. The change in the effec tive width of the outlet slot 34 thus takes place in this case in that the angular position of the outlet slot 34 is changed relative to the longitudinal direction of the metal strip running from the cooling roller 13 , while the actual width of the outlet slot remains unchanged. In this case, the slot width adjustment device 21 is a rotary mechanism that either rotates the nozzle 17 with its outlet slot or the entire crucible 14 .

Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Maßnahme zur Ver änderung der effektiven Breite des Austrittsschlitzes ist zu beachten, daß die in der Zeiteinheit aus dem Austritts schlitz austretende Menge der Schmelze konstant ist, so daß das Metallband um so dicker wird, je kleiner seine Breite ist. Wenn die Änderung der Winkelstellung des Austrittsschlitzes 34 aufgrund eines im voraus berechne ten und gespeicherten Programms erfolgt, muß das Programm die Abhängigkeit der Metallbanddicke von der Metallband breite berücksichtigen. Wenn dagegen eine Abtastung des Querschnitts oder der radialen Dicke des Ringkernwickels erfolgt, wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, wird durch die Regelung eine Änderung der Metallbanddicke automatisch berücksichtigt.In the measure shown in FIGS. 4 and 5 for changing the effective width of the exit slot, it should be noted that the amount of melt emerging from the exit slot in the time unit is constant, so that the metal strip becomes thicker the smaller its size Width is. If the change in the angular position of the outlet slot 34 is due to a program calculated and stored in advance, the program must take into account the dependence of the metal strip thickness on the metal strip width. If, on the other hand, the cross-section or the radial thickness of the toroidal core winding is scanned, as in the embodiment of FIG. 1, a change in the metal strip thickness is automatically taken into account by the control.

Claims

1. A method for producing magnetic ring cores by spiral winding of a strip made of amorphous metal by melt spinning, characterized in that the width of the metal strip ( 11 ) during the melt spinning process by changing the effective width of the outlet slot ( 34 ) of the nozzle ( 17 ) the melt spinning device ( 10 ) is changed in such a way that a predetermined core cross-section deviating from the rectangular shape is produced during winding.

2. The method according to claim 1, characterized in that to change the effective width of the outlet slot ( 34 ) of the nozzle ( 17 ), the angular position of the exit slot is changed relative to the longitudinal direction of the metal strip.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the change in the width of the metal strip ( 11 ) during the melt spinning process according to a previously created program, for. B. depending on the thickness or length of the metal strip ( 11 ), the winding time, or the number of revolutions of the cooling roller ( 13 ) or the winding mandrel ( 19 ).

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the emerging from the melt spinning metal strip is wound directly to the ring core and that the width of the metal strip is controlled depending on the radial thickness or the cross-sectional dimensions of the ring core winding ( 20 ) formed becomes.

5. Device for performing the method according to one of the preceding claims with a melt spinning device, which has a cooling roll, a crucible containing a metal melt and a nozzle with an outlet slot, through which a melt jet is directed onto the surface of the cooling roll, characterized by a device ( 21 ) for changing the effective width for the width of the metal strip ( 11 ) from the exit slot ( 34 ) of the nozzle ( 17 ) and by a control arrangement ( 30 ) for controlling this slot width adjusting device.

6. The device according to claim 5, characterized in that the slot width adjusting device ( 21 ) is designed as the angular position of the outlet slot relative to the longitudinal direction of the metal strip adjusting rotary mechanism.

7. The device according to claim 5 or 6, characterized by a computing circuit ( 29 ) which supplies control signals to the control arrangement ( 30 ) which indicate the desired width of the metal strip.

8. The device according to claim 7, characterized by a toroidal winding devices ( 12 ) which winds the metal strip ( 11 ) running from the cooling roll ( 13 ) of the melt spinning device ( 10 ) directly into a toroidal core, and by a scanning device ( 25 ) which senses the radial thickness or the cross-sectional dimensions of the toroidal winding ( 20 ) forming in the toroidal winding device and supplies the arithmetic circuit ( 29 ) with electrical signals which are characteristic of the dimensions measured.

9. The device according to claim 8, characterized in that the scanning device ( 25 ) with a on one side of the toroidal core ( 20 ) arranged light source ( 26 ) is provided, which is a light beam ( 28 ) so on one on the opposite side of the toroidal core arranged photoelectrical transducer arrangement ( 27 ) directs that the light beam is partially intercepted by the toroidal core.

10. The device according to claim 9, characterized in that the photoelectric converter arrangement ( 27 ) contains a two-dimensional arrangement of photosensitive elements.

11. The device according to claim 10, characterized in that the photoelectric converter arrangement ( 27 ) is a CCD image converter matrix.

12. The apparatus according to claim 9, characterized in that the photoelectric transducer arrangement ( 27 ) contains a aligned in the radial direction of the toroidal linear arrangement of photosensitive elements.