DE1015548B - Verfahren zur Herstellung von geschlossenen UEbertragerkernen aus bandfoermigem magnetisierbarem Material - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Ubertragerkernen aus bandförmigem magnetisierbarem Material Die Erfindung betrifft die Herstellung geschlossener ferromagnetischer Übertragerkerne aus dünnen, aufeinandergeschichteten Blechen.
• Wie bekannt, weisen zu bandförmigen Blechen oder Folien ausgewalzte ferromagnetische Materialien in Walzrichtung bessere magnetische Eigenschaften auf als senkrecht zu dieser Richtung, was seine Ursache in der verschiedenen Orientierung der Metalltextur hat.
• Die bisher zum Aufbau von Übertragerkernen allgemein verwendeten Metallfolien haben den Nachteil, daß der magnetische Fluß wenigstens streckenweise im rechten Winkel zur Walzrichtung des von ihm durchlaufenen Materials fließen muß. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, einen übertragerkern dadurch herzustellen, daß man eine Folie aus magnetischem Material so aufwickelt, daß der magnetische Fluß immer in Walzrichtung der Folie fließen kann. Es ergaben sich jedoch bei der praktischen Anwendung dieser Möglichkeit sehr große Schwierigkeiten, wovon besonders eine darin bestand, daß sich bei einfachem Aufwickeln der bandförmigen Folie notwendig ergab, die Übertragerwicklung um den geschlossenen Kern zu wickeln.
• Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist es bekannt, aus bandförmigem magnetisierbarem Material einen geschlossenen Kern zu wickeln und diesen Kern aufzuschneiden, so daß er über einen geschlossenen, bewickelten Spulenkörper geschoben werden kann. Der dabei entstehende Luftspalt verschlechtert jedoch die Kerneigenschaften. Man kann nun, wie ebenfalls bekannt ist, beim Zerschneiden der Windungsschichten die Schnitte so führen, daß Schichtgruppen mit unterschiedlicher mittlerer Blechlänge entstehen. Beim wechselseitigen Aufeinanderschichten der einzelnen Lagen der Schichtgruppen überlappen sich die Bleche, und der wirksame Luftspalt wird verringert.
• Die Erfindung betrifft ein besonders zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Übertragerkernen aus bandförmigem magnetisierbarem Material, das eine restlose Ausnutzung des Materials und eine sehr zweckmäßige Verteilung der Stoßstellen und damit der schädlichen Luftspalte ergibt. Es ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte: a) Aufwickeln des bandförmigen Materials auf einen festen Wickeldorn mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, b) Abwickeln des Bandes, c) Wiederaufwickeln des Bandes unter Beibehaltung der durch die Ecken des ursprünglichen Wickeldornes erzeugten Krümmungen zu einem polygonförmigen Wickelkörper, der mehr Ecken als der Wickeldorn aufweist und entsprechend weniger Windungen als der ursprüngliche Wickelkörper, d) Zerschneiden des Wickelkörpers an mindestens zwei Stellen zur Herstellung mehrerer Schichtgruppen derart, daß wenigstens eine dieser Schichtgruppen im Vergleich zu einer anderen Schichtgruppe unterschiedliche mittlere Schichtlänge besitzt, e) schrittweises Aufeinanderlegen der einzelnen Schichten der verschiedenen Schichtgruppen zu einem geschlossenen Kern derart, daß die Stoßstellen einer Schicht durch die benachbarte Schicht überbrückt werden.
• Die Verfahrensschritte a), d) und e) sind an sich bekannt. Zwischen dem Verfahrensschritt a) und b) kann der gewickelte Kern in an sich bekannter Weise geglüht werden. Die Schnitte nach Verfahrensschritt d) werden vorzugsweise so geführt, daß schräge Schnittflächen entstehen.
• An Hand der Zeichnungen wird das genannte Verfahren im einzelnen erläutert.
• Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer spiralförmig aufgewickelten Folie aus ferromagnetischem Material und verdeutlicht den ersten Schritt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens von Übertragerkernen; Fig. 2 zeigt die gleiche Bandfolie nach Beendigung des dritten Verfahrensschrittes; Fig. 3 stellt eine Vorderansicht eines Teiles der in Fig.2 gezeigten Bandfolie dar, bei der die eine Spulenseite zur Durchführung des vierten Verfahrensschrittes zusammengepreßt wird; Fig.4 zeigt die Vorderansicht einer nach dem vierten Verfahrensschritt entstandenen Schichtgruppe; Fig. 5 zeigt ebenfalls eine Vorderansicht einer weiteren nach dem vierten Verfahrensschritt entstandenen Schichtgruppe; Fig. 6 stellt einen Teil der Vorderansicht der bereits zu einem fertigen übertragerkern zusammengestellten Schichten dar, und Fig.7 veranschaulicht die Ansicht eines teilweise aufgeschnittenen Übertragerkerns mit einem Spulenpaar.
• Fig. 1 zeigt einen Wickeldorn 1, um den in mehreren Windungen 3 eine Folie 2 aus ferromagnetischein Material spiralförmig aufgewickelt ist. Die so erhaltene Bandspule wird z. B. in einem reaktionsträgen Gas bei einer Temperatur von 900 bis 1200° C geglüht, wobei sie während der Glühung auf dem Dorn 1 verbleiben kann.
• Die Windungen 3 werden dann anschließend vom Wickeldorn 1 abgewickelt und zu einer neuen Bandspule so aufgewickelt, daß je zwei Windungen 3 der in Fig. 1 gezeigten Spule in eine Windung 7 der Form 4 in Fig. 2 übergehen. Die Windungen mit der Form 4 werden dann an zwei Stellen 5 und 6 durchschnitten. Die vorgenommenen Schnitte werden dabei so ausgeEihrt, daß die Schnittflächen nicht in einer zur Blechebene senkrechten Ebene liegen, sondern daß die Enden der einzelnen Windungen vielmehr in einer Ebene liegen, die mit der Blechebene einen spitzen oder stumpfen Winkel bildet.
• Wie die Fig. 2 zeigt, teilen die Schnitte 5 und 6 die Spule in zwei ungleiche Teile 10 und 11. Dabei ist die Länge des Teiles 10 etwas geringer, die Länge des Teiles 11 etwas größer als der halbe Umfang des durchschnittenen Wickelkörpers. Durch die schrägen Schnittflächen, wie sie durch die Schnittlinien 5 und 6 dargestellt sind, nimmt die Länge der Schichten der Gruppe 11 von innen nach außen zu, während die Länge der Schichten der Gruppe 10 von innen nach außen abnimmt.
• Fig. 4 zeigt, daß die Schichtgruppe 10 anschließend zu einer Rechteckform zusammengebogen werden kann, wobei die Längen der einzelnen Schichten nicht ganz ausreichen, um den vollen Rechteckumfang zu erhalten. Die Rechteckform 12 kommt durch die bereits in der Form 4 gezeigten Biegungen 13 zustande, welche wiederum von der ursprünglichen, in Fig. 1 gezeigten Spiralform herrühren. Auch die Schichtgruppe 11 neigt - wie in Fig. 5 dargestellt - zu einer Rechteckform, ähnlich der von der Schichtgruppe 10 gebildeten. Im Gegensatz zu der Schichtgruppe 10, deren Länge den Umfang des Rechtecks nicht ganz erreicht, sind die Längen der einzelnen Schichten der Gruppe 11, gemessen am. Umfang des Recktecks, um soviel größer, als die Längen der Schichtgruppe 10 kleiner sind. Durch die mit den Schnitten 5 und 6 erzielten schrägen Schnittflächen in Fig.2 erreicht man, daß die Länge des fehlenden Rechteckumfanges am Rechteck 12 mit zunehmendem Durchmesser der Windung, wie bei 28 gezeigt, zunimmt. Die Längen der über den notwendigen Rechteckumfang überstehenden Schichtenden der Gruppe 11 nehmen dagegen, wie bei 14 gezeigt, von innen nach außen um denselben Betrag zu, um den die Längen der Schichtebenen der Gruppe 10 bei 28 abnehmen. Die einzelnen Windungen 15 der Schichtgruppen 10 und 11 werden dann anschließend getrennt.
• Fig. 6 zeigt einen Teil der endgültigen Zusammenstellung des Übertragerkernes, bei der abwechselnd eine Windung der Schichtgruppe 10 und eine Windang der Schichtgruppe 11 verwendet wurde. Die am «-eitesten innen liegende Windung 16 der Gruppe 10 wird als erste Windung des fertig zusammengestellten Kernes 17 verwendet. Die am weitesten innen liegende Windung 18 der Gruppe 11 schließt dann an das Ende 19 der Windung 16 an. Die Windung 18 endet an dein Punkt 20, an welchem die nunmehr am weitesten innen liegende Windung 21 der Gruppe 10 beginnt und dabei gegen das Ende der @@'indung 18 stößt. Daraus ist ersichtlich, daß die Luftspalte, die durch die Stoßenden 19 und 20 der einzelnen Windungen gebildet werden, immer voneinander getrennt sind und daß zwischen den in einer Linie liegenden Luftspalten, beispielsweise 19 und 22, immer eine Schicht aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist. Hierdurch wird die durch die Luftspalte entstehende Kernverschlechterung auf ein Minimum reduziert und wird erreicht. daß der magnetische Fluß überall einen gut leitenden Weg vorfindet.
• Fig. 7 zeigt den zusammengestellten Kern 17 reit zwei mit normalem Kupferdraht 24 gewickelten Spulen 23. Jede einzelne Windung der Schichtgruppen 10 und 11, sie z. B. die Windung 25,. wird durch die in den Spulen 23 gebildeten Zwischenräume 26 geschoben. Die gebogenen Teile 27 der Windung 25 nien durch die Elastizität des verwendeten Schichtmaterials ihre ursprüngliche Form wieder an. Ist die Schicht 25 an der ihr zugedachten Stelle angeordnet, so wiederholt sich der Vorgang des Einschiebens von weiteren Windungen so lange, bis die Zwischenräume 26 durch die Schichten des Kernes 17 ausgefüllt sind.
• Statt die Schnitte 5 und 6, wie in Fig. 2 dargestellt, schräg zu führen, kann man auch folgendermaßen vorgehen: In dem gemäß Fig.2 geformten Wickelkörper werden die Windungen 7 nicht sehr eng gewickelt und dann, wie in Fig.3 gezeigt, an einer Stelle 8 zusammengepreßt, so daß die Schichten an einer anderen Stelle 9 weit auseinander stehen. Durch einen senkrecht zur Blechebene geführten Schnitt 5 durch die Windungen 7 (Fig. 3) erhält man dann bei Nachlassen der an der Stelle 8 vorgenommenen Pressung eine treppenförmige Versetzung der einzelnen Schnittflächen.
• Die Form 4 der in Fig. 2 gezeigten Spule könnt auch dahingehend abgeändert werden, daß eine Art Sechseck entsteht. Auch könnten weitere Schnitte in beliebiger Anzahl vorgenommen werden, wobei durch die Vornahme mehrerer Schnitte die Notwendigkeit umgangen wird, abgeschrägte Schnittflächen herzustellen. Ein weiterer Vorteil, der durch das Aufschneiden der Schichtspule an mehr als an zwei Stellen erzielt wird, ist, daß man dadurch vermeiden kann, die gebogenen Teile 27 (Fig. 7) beim Einschieben in die Spule bzw. Spulen aus ihrer Form zu bringen, Zum Beispiel würden vier Schnitte in der in Fig.2 gezeigten Spule ermöglichen, die einzelnen Windungen durch die Spulenöffnungen zu schieben, ohne die gebogenen Teile der Schichten vorübergehend deformieren zu müssen. Auch der Abstand der aufeinanderfolgenden Luftspalte könnte durch Abänderung -der in Fig. 2 gezeigten Form und bei geeigneter Bestimmung der Schnittzahl wie der Stellen, an denen die Spule durchschnitten wird, vorher bestimmt und die Stellen der Luftspalte im Kern ganz beliebig festgelegt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von geschlossenen Übertragerkernen aus bandförmigem magnetisierbarem Material, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte: a) Aufwickeln des bandförmigen Materials auf einen festen Wickeldorn mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt (Fig. 1), b) Abwickeln des Bandes, c) Wiederaufwickeln des Bandes unter Beibehaltung der durch die Ecken des ursprünglichen Wickeldornes erzeugten Krümmungen zu einem polygonförmigen Wickelkörper (4, Fig.2), der mehr Ecken als der Wickeldorn aufweist und entsprechend weniger Windungen als der ursprüngliche Wickelkörper (Fig. 2), d) Zerschneiden des Wickelkörpers an mindestens zwei Stellen (5, 6, Fig.2) zur Herstellung mehrerer Schichtgruppen (Fig.4 und 5) derart, daß wenigstens eine dieser Schichtgruppen im Vergleich zu einer anderen Schichtgruppe unterschiedliche mittlere Schichtlänge besitzt, e) schrittweises Aufeinanderlegen der einzelnen Schichten der verschiedenen Schichtgruppen zu einem geschlossenen Kern derart, daß die Stoßstellen einer Schicht durch die benachbarte Schicht überbrückt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Aufschneiden der Windungsschichten entstehenden Schnittebenen mit den Ebenen der einzelnen Schichten einen von 90° verschiedenen Winkel bilden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige magnetisierbare Material auf einen Wickeldorn mit rechteckigem Querschnitt aufgewickelt wird, nach dem Abwickeln zu einem achteckigen Wickelkörper mit der halben Windungszahl wieder aufgewickelt und dann so durchgeschnitten wird, daß zwei Schichtgruppen entstehen, die annähernd Rechteckfor:r besitzen, wobei die Schichtenden der einen Gruppe bei Bildung des Rechtecks überstehen, während die Schichtenden der anderen Gruppe um die Länge der bei der ersten Schichtgruppe überstehenden Teile zu kurz sind, um das Rechteck zu schließen, und daß schließlich die Schichten der einen Gruppe mit den Schichten der anderen Gruppe wechselweise nacheinander durch eine oder mehrere Spulen gezogen und aufeinandergeschichtet werden, so daß der Anfang jeder aufgelegten Schicht an das Ende der vorher angeordneten Schicht anstößt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung K 4654 VIII c/21 g; britische Patentschrift Nr. 418 539.