DE3603473A1

DE3603473A1 - Method and device for producing magnetic annular cores (toroidal cores)

Info

Publication number: DE3603473A1
Application number: DE19863603473
Authority: DE
Inventors: Niels Abildgaard
Original assignee: Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 1986-02-05
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1987-08-06
Also published as: DE3603473C2

Abstract

A metal strip, which is produced using the melt-spinning method, is wound up in the form of a spiral. The width of the metal strip is varied during the melt-spinning process such that a predetermined core cross-section, for example a circular core cross-section, is produced during winding. The width of the metal strip can be varied, for example, by varying the effective width of the outlet slot of the nozzle of the melt-spinning device. The metal strip emerging from the melt-spinning device can be wound immediately to form an annular core. In this case, the width of the metal strip can be controlled as a function of the radial thickness or the cross-sectional dimensions of the annular core winding which is formed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von magnetischen Ringkernen mit vorgegebenem Kernquerschnitt durch spiralförmiges Wickeln eines Metallbandes, dessen Breite sich in Abhängigkeit von seiner Länge derart än dert, daß beim Wickeln der vorgegebene Kernquerschnitt entsteht, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing magnetic ring cores with a given core cross-section by spirally winding a metal strip, the Width varies depending on its length changes that when winding the predetermined core cross-section arises, as well as a device for carrying out the Procedure.

Bei einem aus der DE-PS 9 04 324 bekannten Verfahren die ser Art wird ein von einer Vorratsspule gezogenes Band aus magnetischem Werkstoff längs beider Kanten durch Schneidwerkzeuge zugeschnitten, die von einer Schablone so gesteuert sind, daß das Band nach dem Wickeln auf einen Wickeldorn einen Kern mit dem gewünschten Kernquer schnitt bildet. Dadurch können Ringkerne hergestellt wer den, deren Kernquerschnitt günstiger ist als der recht eckige Kernquerschnitt, der beim spiralförmigen Wickeln eines Bandes gleichbleibender Breite entsteht. Insbeson dere können auf diese Weise Ringkerne mit angenähert kreisförmigem Kernquerschnitt hergestellt werden.In a method known from DE-PS 9 04 324 This type becomes a tape drawn from a supply reel made of magnetic material along both edges Cutting tools cut from a stencil are controlled so that the tape on after winding a mandrel a core with the desired core cross cut forms. This makes it possible to manufacture toroidal cores the one whose core cross-section is cheaper than the right one angular core cross-section, that of spiral winding a band of constant width. In particular In this way, ring cores can be approximated circular core cross section.

Es ist andererseits bekannt, magnetische Ringkerne durch spiralförmiges Wickeln eines dünnen Bandes aus amorphem Metall herzustellen. Amorphe Metalle haben im Gegensatz zu den üblichen Metallen keine kristalline Struktur, son dern einen vollständig ungeordneten Atomaufbau. Amorphe Metallegierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis zeichnen sich durch sehr kleine Koerzitivfeldstärken, hohe Permeabilitätswerte und geringe Ummagnetisierungs verluste aus. Ein aus einer solchen amorphen Metallegie rung hergestelltes Metallband ergibt daher magnetische Ringkerne mit hervorragenden Eigenschaften.On the other hand, it is known to use magnetic toroids spiral winding of a thin band of amorphous To manufacture metal. In contrast, amorphous metals to the usual metals no crystalline structure, son a completely disordered atomic structure. Amorphous Metal alloys based on iron, nickel or cobalt are characterized by very small coercive field strengths, high permeability values and low magnetic reversal losses from. One of such an amorphous metal alloy tion produced metal tape therefore results in magnetic Toroids with excellent properties.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik werden amorphe Metallbänder fast ausschließlich im Schmelzspinnverfahren hergestellt. Die Metallschmelze wird dabei auf eine schnell bewegte Kühlfläche gerichtet, z.B. auf eine rotie rende Kühlwalze. Auf der Walzenoberfläche erstarrt das Material zu einem dünnen Metallband, das dann abgezogen werden kann. Mit diesem Verfahren lassen sich Metall bänder 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. At the current state of the art, amorphous Metal strips almost exclusively in the melt spinning process produced. The molten metal is on a Fast moving cooling surface directed e.g. on a rotie cooling roller. This solidifies on the roller surface Material into a thin metal band, which is then peeled off can be. This process can be used to metal tapes with bandwidths from about 1 mm to 100 mm and with produce a tape thickness of about 20 to 50 microns. Thicker Amorphous metal strips can be melt spun not be produced, because with a larger tape thickness the Heat can no longer be dissipated quickly enough.

Die nach dem herkömmlichen Schmelzspinnverfahren herge stellten Metallbänder haben durchwegs eine konstante Bandbreite. Ein durch spiralförmiges Wickeln eines sol chen amorphen Metallbandes hergestellter Ringkern hat daher einen rechteckigen Kernquerschnitt. Die bekannte Maßnahme, das Metallband im Zuge des Wickelvorgangs längs beider Kanten durch Schneidwerkzeuge zu beschneiden, ist nicht nur aufwendig, sondern bei im Schmelzspinnver fahren hergestellten amorphen Metallbändern wegen der geringen Banddicke auch mit beträchtlichen technischen Schwierigkeiten verknüpft.The herge according to the conventional melt spinning process The metal strips always have a constant Bandwidth. A by spiral winding a sol Chen amorphous metal band produced ring core hence a rectangular core cross section. The well-known Measure the metal strip lengthways in the course of the winding process to cut both edges with cutting tools not only expensive, but also in melt spinning drive manufactured amorphous metal strips because of small strip thickness also with considerable technical Difficulties linked.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das eine sehr einfache und präzise Fertigung von Ring kernen mit beliebigem vorgegebenem Kernquerschnitt durch spiralförmiges Wickeln eines Metallbandes aus amorphem Metall ermöglicht.The object of the invention is to create a method which is a very simple and precise production of ring cores with any given core cross section spiral winding of a metal band made of amorphous Metal allows.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Verwendung eines im Schmelzspinnverfahren hergestell ten Metallbandes aus amorphem Metall die Breite des Metall bandes beim Schmelzspinnvorgang verändert wird.According to the invention, this object is achieved in that when using a melt spinning process th metal band made of amorphous metal the width of the metal band is changed during the melt spinning process.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung entsteht im Schmelz spinnvorgang von vornherein ein Metallband veränderlicher Breite, das beim Wickeln zu einem Ringkern den vorgege benen Kernquerschnitt ergibt. Somit entfällt jede Notwen digkeit einer Nachbearbeitung des Metallbandes. Insbe sondere ist es möglich, das von der Kühlfläche der Schmelz spinnvorrichtung abgezogene Metallband unmittelbar einer Ringkern-Wickelvorrichtung zuzuführen. Diese Maßnahme ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß die Abmessungen des entstehenden Ringkernwickels erfaßt und zur Steuerung oder Regelung 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 core cross-section results. This eliminates any need ability to rework the metal strip. In particular special it is possible that of the cooling surface of the enamel spinning device stripped metal strip immediately one Feed toroid winding device. This measure gives the additional advantage that the dimensions of the emerging toroidal winding detected and for control or Regulation of the width of the metal strip can be used can.

Die Änderung der Breite des Metallbandes beim Schmelz spinnvorgang kann insbesondere durch Änderung der effek tiven Breite des Austrittsschlitzes der Düse der Schmelz spinnvorrichtung erfolgen. Eine besonders einfache und wirkungsvolle Maßnahme zur Änderung der effektiven Breite des Austrittsschlitzes der Düse besteht darin, daß die Winkelstellung des Austrittsschlitzes relativ zur Längs richtung des Metallbandes verändert wird.The change in the width of the metal strip when melting spinning process can be changed by changing the effec tive width of the outlet slot of the nozzle of the enamel spinning device. A particularly simple and effective measure to change the effective width the outlet slot of the nozzle is that the Angular position of the outlet slot relative to the longitudinal direction of the metal strip is changed.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Schmelzspinnvorrichtung, die eine Kühlfläche, einen eine Metallschmelze enthaltenden Tiegel und eine Düse mit einem Austrittsschlitz, durch den ein Schmelzstrahl auf die Kühlfläche gerichtet wird, aufweist, enthält nach der Erfindung vorzugsweise eine Schlitzbreiten- Verstellvorrichtung zur Veränderung der für die Breite des im Schmelzspinnverfahren hergestellten Metallbandes maßgeblichen effektiven Breite des Austrittsschlitzes der Düse und eine Steueranordnung zur Steuerung der Schlitzbreiten-Verstellvorrichtung.A device for performing the method with a melt spinning device having a cooling surface, a a crucible containing molten metal and a nozzle with an exit slot through which a melt stream is directed to the cooling surface, contains according to the invention preferably a slot width Adjustment device for changing the width of the metal strip produced in the melt spinning process relevant effective width of the outlet slot the nozzle and a control arrangement for controlling the Slot width adjustment device.

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

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:Further features and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment, which is shown in the drawing. 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 Metallbandes 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 im Schmelzspinnverfahren hergestellt werden soll. Die Schmelze 15 wird durch eine Induktions spule 16 oder eine andere geeignete 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 producing a magnetic ring core contains a Schmelzspinnvorrich device 10 for producing a metal strip 11 made of amorphous metal and a toroidal winding device 12th The melt spinning device 10 contains a cooling roller 13 , which is set in the arrow direction by a motor drive, not shown, in a uniform rotational movement about its axis, and a crucible 14 , which contains a melt 15 made of the metal alloy, from which the metal strip 11 is produced by melt spinning shall be. The melt 15 is held by an induction coil 16 or other suitable 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 Metall 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 armophe Metalle häufig auch metallische Gläser. Mit dem Schmelzspinnverfahren können heutzutage Metallbänder 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 metal 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, armophe metals are often also called metallic glasses. With the melt spinning process, metal strips can now be made from 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. Armorphe Metallegierungen auf Eisen-, Nickel oder Kobaltbasis zeichnen sich durch sehr kleine Koerzi tivfeldstärken, hohe Permeabilitätswerte und geringe Ummagnetisierungsverluste aus. Das aus einer solchen amorphen Metallegierung hergestellte Metallband 11 ergibt daher magnetische Ringkerne mit hervorragenden Eigen schaften.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. Armorphic metal alloys based on iron, nickel or cobalt are characterized by very small coercive field strengths, high permeability values and low magnetic loss. The metal band 11 made from such an amorphous metal alloy therefore produces magnetic toroids with excellent properties.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage werden die Ring kerne durch unmittelbares spiralförmiges Aufwickeln des von der Kühlwalze 13 abgezogenen armorphen 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 so, 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 armorphic 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 so that the peripheral speed of the toroidal core 20 with increasing radius is always equal to the speed at which the amorphous metal strip 11 runs from the cooling roller 13 .

Wenn das amorphe Metallband 11, wie beim Schmelzspinn verfahren üblich, mit konstanter Breite hergestellt 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 so verändert wird, daß jeder daraus herge stellte Ringkernwickel 20 einen im wesentlichen kreis runden Kernquerschnitt hat.If the amorphous metal strip 11 were produced with a constant width, as is customary in melt spinning, the ring cores produced therefrom would have a rectangular core cross section. A special feature of the system shown in Fig. 1 is that the width of the metal strip 11 process in its manufacture in the melt spinning is changed so that each Herge provided core coil 20 has a substantially 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 durch spiralförmiges Aufwickeln 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 toroidal winding 20 produced therefrom by spiral winding the same as in Fig. 2nd core cross section shown. 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 so ausgebildet ist, daß sie eine Einstellung der effek tiven Breite des Austrittsschlitzes der Düse 17 ermög licht. Unter der "effekten 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 so that it allows 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 Abhängigkeit 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 so 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.A further peculiarity 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 transducer 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 , occurs completely within the light bundle 28 and the 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 berechnet, 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 so 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, which calculates 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 adjusting 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 natür lich auch jede andere geeignete 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 , of course, any other suitable scanning device can also be used, which enables one-dimensional or two-dimensional scanning of the toroidal winding 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 natürlich 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 zugeorndeten Breite des Metallbandes. All measures described above are of course 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 toroidal core and the assigned Width of the metal band.

Anhand der Fig. 4 und 5 wird eine bevorzugte 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.With reference to FIGS. 4 and 5, a preferred means for changing the effective width of the outlet slot of the nozzle 17 explained. 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 with a predetermined core cross-section by spiral winding of a metal strip, the width of which changes depending on its length such that the predetermined core cross-section is formed during winding, characterized in that when using a metal strip made in the melt spinning process amorphous metal the width of the metal strip is changed during the melt spinning process.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the change in the width of the metal strip by changes tion of the effective width of the exit slot Nozzle of the melt spinning device is carried out.

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

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that changing the width of the metal created during the melt spinning process after a previously program.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that from the melt spinning device emerging metal band immediately to a toroid is wound and that the width of the metal strip in Depends on the radial thickness or the cross section dimensions of the toroidal coil that forms are controlled becomes.

6. Device for performing the method according to one of the preceding claims with a melt Spinning device, a cooling surface, a metal crucible containing melt and a nozzle with a Outlet slot through which a melt stream flows onto the Cooling surface is directed, characterized by a slot width adjustment device for change which is for the width of the melt spinning process provided metal strip significant effective width of the outlet slot of the nozzle and by a tax arrangement for controlling the slot width adjustment direction.

7. The device according to claim 6, characterized in that the slot width adjustment device an the angle position of the outlet slot relative to the longitudinal direction of the metal band adjusting rotating mechanism.

8. The device according to claim 6 or 7, characterized through an arithmetic circuit leading to the control arrangement Control signals that provide the target width of the metal specify bandes.

9. The device according to claim 8, characterized by a toroidal winding device, which from cooling Roll the metal spool of the melt spinning device wraps directly into a toroid, and through a Scanning device, the radial thickness or the cross cutting dimensions of the winding in the toroid direction forming toroidal winding and to the Arithmetic circuit provides electrical signals for the scanned dimensions are characteristic.

10. The device according to claim 9, characterized by an optical scanner with one on one side the toroidal core arranged light source, the one Beams of light like this on one on the opposite Photoelectric arranged on the side of the toroidal winding Transducer arrangement directs that the light beam through the Toroidal coil is partially intercepted.

11. The device according to claim 10, characterized in net that the photoelectric transducer assembly a two dimensional arrangement of photosensitive elements contains.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in net that the photoelectric transducer arrangement a CCD Image converter matrix is.

13. The apparatus according to claim 10, characterized in net that the photoelectric transducer assembly one in the radial direction of the toroidal linear Arrangement of photosensitive elements contains.