DE1085270B - Verfahren zum Herstellen eines spiral aufgebauten Ringkernes fuer elektrische Apparate und Geraete, vorzugsweise fuer Transformatoren, Messwandler und Drosselspulen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen eines spiral aufgebauten Ringkernes für elektrische Apparate und Geräte, vorzugsweise für Transformatoren, Meßwandler und Drosselspulen Zur Herstellung hochwertiger Ringkerne für elektrische Apparate und Geräte, vorzugsweise für Transformatoren, Meßwandler, Drosseln u. dgl., ist es bekannt, den Kern aus Bändern aus magnetischem Werkstoff hoher Güte, wie hochpermeables, nickelhaltiges Walzmaterial, zu wickeln; hierbei kann die die magnetische Qualität des Kernes beeinflussende Walzrichtung entsprechend berücksichtigt werden. Solche Bänder sind jedoch teuer, selbst wenn sie aus langen Rohblechen geschnitten werden. Ferner ist es bekannt, Ringkerne aus überlappt aneinandergeschweißten oder zusammengenieteten Stanzstreifen aus üblichen Tafeln von Transformatorenblech zu wickeln. Neben einem beträchtlichen Mehraufwand an Arbeitszeit hat dieses Verfahren den erheblichen Nachteil, daß die Überlappungsstellen eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften verursachen.
• Bekannt sind weiter Ringkerne aus stumpf aneinanderstoßenden oder verzahnt ineinandergreifenden Paketen aus Lamellen, die entweder aus einzelnen z. B. U-förmig gebogenen, auf- bzw. ineinandergeschichteten Blechstreifen oder aus Streifen bestehen, die aus durch Aufwickeln eines Bandes und Aufteilen des fertigen Wickels quer zur Bandlängsrichtung in z. B. U-förmige Teilkörper gebildet sind. Bei Verwendung eines Bandes besteht wiederum der schon oben geschilderte Nachteil hoher Materialkosten. Einzelne aus Blech gestanzte, z. B. halbkreis- oder U-förmig gebogene Lamellen müssen vom Innern des Kernes nach außen von Schicht zu Schicht eine immer größere Einzellänge haben, so daß die Blechschere entsprechend oft neu eingestellt werden muß, beim Einzelbiegen sind ebenso viele Biegeformen erforderlich, bei paketweisem Biegen wiederum ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, um die genaue Kernform zu gewährleisten; bei dicken Kernen sind zudem sehr erhebliche Formänderungskräfte und entsprechend starke und schwere Vorrichtungen erforderlich. Überdies müssen die in passender Größe geschichteten Lamellen, bevor sie gemeinsam gebogen werden, durch quer hindurchgreifende Bolzen gegenseitig festgelegt werden.
• Wickelkerne mit nicht kreisförmigem Wickelfenster hat man an Stelle aus einem einzigen fortlaufenden Band auch aus einzelnen Bandteilen angefertigt, so daß Stoßstellen zwischen den einzelnen Bandenden gebildet werden, die zweckmäßig radial gegeneinander versetzt angeordnet werden. An den Stoßstellen können gegebenenfalls Spalte (Zwischenräume) verbleiben, die einen eigens erstrebten Ausgleich gewährleisten, wenn der zunächst kreisförmig hergestellte Y,--in in eine längliche Form übergeführt wird, wobei sich unvermeidbar Verschiebungen zwischen den einzelnen Windungen gegenüber dem vorgeformten Zustand ergeben. Auf diese Spalte kann man aber auch verzichten, so daß die einzelnen Bandenden stumpf aneinanderstoßen.
• Ferner ist es zur Herstellung rechteckiger Eisenkerne für elektrische Geräte, insbesondere Transformatoren, bereits bekanntgeworden, Blechstreifen mit magnetischer Vorzugsrichtung in der eben erwähnten für Bandkerne bekannten Weise (jeweils der nächstfolgende Blechstreifen schließt sich an den vorhergehenden an, so daß sich die Bleche einer Spirale folgend aufeinander aufschichten) aufzuschichten und die geraden Schenkelbleche mit den ebenfalls geraden Jochblechen an den Kernecken durch rechtwinkelig vorgebogene Blechstreifen zu verbinden, die einen ihrer jeweiligen Lage im Kern entsprechenden Krümmungsradius haben. Zur Herstellung dieser rechteckigen Eisenkerne werden aus Blechtafeln entsprechend breit zugeschnittene Streifen verwendet, wobei die an den Kernecken anzuordnenden Blechstreifen entsprechend vorgebogen werden müssen. Auf diese Weise können auch rechteckige Kerne großer Abmessungen aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung hergestellt werden.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines spiralig aufgebauten Ringkernes aus hintereinandergesetzten, stumpf aneinanderstoßenden Streifen aus magnetischem Werkstoff, deren Stoßstellen radial gegeneinander versetzt sind, für elektrische Apparate und Geräte, vorzugsweise für Transformatoren, Meßwrandler und Drosselspulen. Erfindungsgemäß werden die aus handelsüblichen Blechtafeln magnetischen Werkstoffs geschnittenen Streifen in einen nach dem Außendurchmesser des fertigen Ringkerns bemessenen :Montagezylinder, in den gegebenenfalls schon zum Zusammenhalten der Streifen des fertigen Kerns dienende Bänder, z. B. Leinenbänder, eingelegt worden sind, von außen nach innen derart eingeschichtet, daß der folgende Streifen stirnseitig an den vorhergehenden Streifen anstößt, wobei sich die Streifen dank der ihnen innewohnenden Elastizität zwangsweise an den Montagezylinder bzw. an die stirnseitig und außen benachbarten Streifen dicht und fest andrücken. Die Blechstreifen können, der bei der Schichtung sich ergebenden Form entsprechend, z. B. schwach spiralig vorgeformt werden. Die zum Zusammenhalten des fertigen Kerns dienenden Bänder, z. B. Leinenbänder, können vor dem Einschichten der Blechstreifen zweckmäßig an der inneren Wandung des äußeren Montagezylinders, vorteilhafterweise gleichmäßig verteilt, eingelegt werden. Neben oder an Stelle solcher zum Zusammenhalten der Einzelbleche von Blechkernen bekannter Bänder ist es auch möglich, die Blechstreifen in an sich bekannter Weise mittels einer erhärtenden plastischen Masse, z. B. eines Kunstharzes, fest zusammenzuhalten, indem die eingelegten Streifen mit der noch flüssigen Masse benetzt werden, worauf der benetzte Kern durch Aushärten der Masse zusammengebacken wird.
• Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird die Herstellung von Ringkernen vereinfacht und verbilligt, weil das bisher für die Herstellung von Ringkernen verwendete sehr teuere Bandmaterial durch die wesentlich billigeren, aus handelsüblichen Blechtafeln geschnittenen Streifen ersetzt ist und das Zusammensetzen der Streifen zu einem Ringkern in dem Montagezylinder sehr einfach und wenig zeitraubend ist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei ihm nur eine einmalige Verformung des hochwertigen Kernmaterials stattfindet, während bei der Herstellung von Ringkernen aus Bandmaterial dieses beim Abwickeln von der Vorratsrolle zunächst geradegezogen und dann in die Form gebracht werden muß, welche der herzustellende Ringbandkern aufweisen soll; dies bedeutet aber eine zweimalige Verformung des hochwertigen Bandmaterials, die bekanntlich sehr nachteilig ist und eine besondere Nachbehandlung erfordert, um die hochwertigen Eigenschaften des Kernmaterials zu erhalten. Für die Verwendung von aus Blechtafeln magnetischen Werkstoffes gefertigten Streifen für Ringkerne an sich wird kein Elementenschutz beansprucht.
• Der besondere Vorteil eines äußeren Montagezylinders und das Einschichten von seiner inneren Wandung aus zur Mitte hin ist, daß gleich vom ersten Streifen an und weiter bei allen folgenden die ihnen innewohnende Elastizität zur Unterstützung des dichten und festen Andrückens insbesondere an die benachbarten Stirnflächen ausgenutzt wird; die Streifen suchen, besonders wenn ihre Länge, was die Erfindung erlaubt, verhältnismäßig kurz ist im Vergleich zur Länge einer Spiralwindung, ihre gestreckte Lage beizubehalten oder wieder anzunehmen. Der Außenzylinder bildet hierbei ein Widerlager und eine Fassung.
• Neben dem äußeren Montagezylinder kann auch ein innerer Montagezylinder benutzt werden und, ebenso wie der äußere Zylinder, gegebenenfalls am Kern verbleiben, d. h. zusammen mit diesem eingebaut werden.
• Der Ringkern nach der Erfindung eignet sich für alle mit solchen Kernen auszurüstende elektrische oder magnetische Apparate und Geräte; besonders ist er für Transformatoren, Drosseln, Meßwaridler od. dgl. vorteilhaft.
• Ein Ausführungsbeispiel eines nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Kernes ist in der Zeichnung dargestellt, die eine Kernansicht in Richtung seiner Mittelachse zeigt.
• Der Blechstreifen 1, der innerhalb eines gestrichelt angedeuteten Montagezylinders 2 unter schwach spiraliger Biegung eingelegt und von dem Zylinder in seiner Lage und Form gehalten wird, stößt bei 3 mit dem folgenden Streifen 4 stumpf zusammen. Der Stoß 3 und der nächste Stoß 5 sind dabei nur zur Verdeutlichung als Lücken dargestellt, in Wirklichkeit stoßen die Streifen an den Stirnseiten dicht und fest zusammen, so daß sich bei gleichbleibendem Querschnitt der Streifen ein einwandfreier vollwertiger magnetischer Schluß ergibt.
• Der Stoß 5 ist zu dem Stoß 3 etwa um 260° versetzt. Es können indessen auch andere Versetzungswinkel gewählt werden, jedoch immer so, daß die Stöße mindestens zweier benachbarter Windungen radial versetzt zueinander liegen.
• Die den Kern bildenden Streifen, z. B. 1, 4 und 6, werden mittels vorher in den Montagezylinder eingelegter Bindebänder, z. B. 7, 8 und 9, fest zusammengebunden. Von diesen Bändern sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sechs Stück vorgesehen und in Winkelabständen von 60° über den Umfang verteilt.
• Im Innern des Kernes ist ein weiterer Zylinder 10 vorgesehen, der ebenfalls aus geeignetem Isolierstoff bestehen und zusammen mit dem fertigen Kern eingebaut werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Herstellen eines spiralig aufgebauten Ringkernes aus hintereinandergesetzten, stumpf aneinanderstoßenden Streifen aus magnetischem Werkstoff, deren Stoßstellen radial gegeneinander versetzt sind, für elektrische Apparate und Geräte, vorzugsweise für Transformatoren, Meßwandler und Drosselspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus handelsüblichen Blechtafeln magnetischen Werkstoffs geschnittenen Streifen in einen nach dem Außendurchmesser des fertigen Ringkerns bemessenen Montagezylinder, in den gegebenenfalls schon zum Zusammenhalten der Streifen des fertigen Kerns dienende Bänder, z. B. Leinenbänder, eingelegt worden sind, von außen nach innen derart eingeschichtet werden, daß der folgende Streifen stirnseitig an den vorhergehenden Streifen anstößt, wobei sich die Streifen dank der ihnen innewohnenden Elastizität zwangsweise an den Montagezylinder bzw. an die stirnseitig und außen benachbarten Streifen dicht und fest andrücken. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 729 918, 749162, 761575, 846 583, 847 622; USA.-Patentschriften Nr. 2 534 312, 2 548 624, 2 548 628; Feinwerktechnik, Jahrgang 54, Heft 4, 1950, S. 90; Arnold - l a Cour »Die Transformatoren«,
2. 2. Auflage, 1910, S. 195.