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Verfahren zur Herstellung eines Joches für einen magnetischen Kreis und nach diesem Verfahren hergestelltes Joch
Die magnetischen Kreise, insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen, sind im allgemeinen. sofern sie die elektrische Wicklung nicht völlig umschliessen, zusammengesetzt aus einem die elektrische Wicklung tragenden Kern und Jochen, deren Aufgabe es ist, den magnetischen Kreis zu schliessen.
Diese Joche können auf mannigfaltige Weise konstruiert sein, insbesondere können sie aus einem um einen Dorn herum aufgewickelten Blechband bestehen, dessen Form dem Zusammenbau mit den Kernteilen Rechnung trager muss. Dieser Zusammenbau erfolgt im allgemeinen entweder durch Verschachteln der Kernbleche mit den Blechen der Joche, wobei Mittel vorgesehen sind, um entstehende Lücken gut auszufüllen, oder durch aneinander stossende Kern-und Jochbleche, wobei zusammenhaltende Mittel dem ganzen Magnetkreis eine genügende Festigkeit geben.
Im letzteren Falle sind in bekannter Weise zum Zwecke des Zusammenhalten des Magnetkreises ausserhalb derselben angeordnete Bolzen verwendet worden, wodurch die Gesamtanordnung etwas kompliziert wird. Man hat auch Bolzen verwendet, welche zentral im Kern angeordnet sind und durch einen ringförmigen, im Joch ausgesparten Zwischenraum hindurchstossen. Die Joche bestehen dann aus zwei konzentrischen Ringen, was in bezug auf die Anordnung der Kerne magnetisch nachteilig ist. Es wurde bei einem ringförmigen Joch mit drei Kernen vorgeschlagen, jeden Kern mit den zugehörigen Jochteilen durch eine Klammer zusammenzuhalten, was sich bei zylindrischen Kernen schlecht machen lässt.
Im Zusammenhang mit der Anbringung von Löchern in den Wickelkörpem, die parallel zur Aussenfläche verlaufen, wird auf die österr. Patentschrift Nr. 120335 verwiesen. Aus der USA-Patentschrift Nr. 2,431, 128 ist ein Verfahren zur Herstellung von Wickelkerne bekannt, nach welchem Joch und Kerne gemeinsam mit einer besonderen Wickeleinrichtung hergestellt werden, wobei nach Verschweissen der
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Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Joches für einen magnetischen Kreis, insbesondere für Transformatoren, Drosselspulen und ähnliche Apparate, bestehend aus einem gleichmässig um einen passenden Dorn aufgewickelten Blechband und ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte :
a) dass das Blechband unter Zugspannung zu einem Körper mit einer Festigkeit, die im wesentlichen jener eines homogenen Körpers entspricht, aufgewickelt wird, wobei jede Windung von der nächsten unter Druck gehalten ist und diese Fes igkeit des Joches bereits beim Aufwickeln vor dem Glühen des Joches erreicht wird, b) dass am Ende des Aufwickelns die freien Blechenden innen und aussen an dem so entstandenen ringförmigen Körper befestigt werden, c) dass der so aufgewickelte Körper parallel zur Blechoberfläche mit Bohrungen versehen wird, die zur Aufnahme der Bolzen für die Jochbefestigung dienen, d) dass nach der Bearbeitung das Joch einer Glühung bei einer Temperatur von etwa 7000 C und mehr unterzogen wird, wobei das zwischen den Blechen liegende Isoliermaterial so gewählt ist, dass es dieser Temperatur standhält.
Diese Glühung, vorzugsweise bei einer Temperatur über 7000 C, bezweckt einerseits die Beseitigung der von der Elastizität des Bleches herrührenden Spannungen, anderseits gleichzeitig dem Blechmaterial
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die ursprünglichen, vor dem Aufwickeln und Bohren vorhandenen magnetischen Eigenschaften wiederzugeben.
Dieser nach dem Aufwickeln des Bleches und Bohren des Jochkörpers vorgenommene Glühprozess ist besonders vorteilhaft bei Verwendung von magnetischen Blechen mit bestimmter Kristallorientierung.
Keine weitere Bearbeitung nach dem Glühen bis zur Fertigstellung des magnetischen Kreises ist mehr nötig, welche die magnetischen Eigenschaften dieser recht empfindlichen Bleche noch stören würde.
1m nachfolgenden Teil we, : den an Hand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Sie beziehen sich, ohne dass die Erfindung auf diese Formen beschränkt wäre, in den Fig. 1 und 2 auf ein toroidförmiges und ein dreieckiges Joch für dreiphasige Transformatoren mit drei und in Fig. 3 auf ein elliptisches Joch für einen einphasigen Transformator mit zwei Kernen.
Die Fig. 1-3 zeigen die Grundrisse der Joche.
Die Fig. 4 stellt die Seitenansicht einer Jochausführung für sehr grosse Abmessungen dar, während die Fig. 5 und 6 Querschnitte durch Joche zeigen, welche von der Rechteckform abweichen.
Das Joch l, bestehend, wie oben ausgeführt, aus einem aufgewickelten Blechband, kann für dreiphasige Transformatoren gemäss Fig. 1 kreis-bzw. toroidförmig oder gemäss Fig. 2 dreieckig sein und enthält z. B. drei Löcher 2, 3, 4, welche den Jochkörper parallel zur Oberfläche der Bleche durchstossen. Sie sind zur Aufnahme der Bolzen bestimmt, welche den aus Jochen und Kernen bestehenden magnetischen Kreis zusammenhalten. Ihre Zahl entspricht der Anzahl der Kerne. Sie sind vorzugsweise auf der Mittellinie des Joches angeordnet und wie die Kerne im vorliegenden Falle um je 1200 gegeneinander versetzt.
Im Falle der Fig. 2 befinden sie sich an den Ecken der Dreieckform des Joches.
Handelt es sich um einen Einphasentransformator, dann hat das Joch vorzugsweise die Form einer Ellipse gemäss Fig. 3, wobei die Löcher 5,6 flir die den Magnetkreis zusammenhaltenden Bolzen auf der grossen Achse der Ellipse angeordnet sind.
Wie oben-erwähnt, bestehen die Joche gemäss den Fig. 1 - 3 aus einem unter hoher Spannung aufgewickelten Blechband, dessen Enden innen und aussen bei S bzw. S'angeschweisst sind. Erst nach dem Bohren der Löcher 2-6 wird der Jochkörper bei Temperaturen vorzugsweise über 7000 C geglüht. Um ein solches Joch grosser Festigkeit zu bekommen, ist es z. B. nötig, das Blech unter einer spannenden Zugkraft von 80 kg aufzuwickeln, wobei ein Blech von 50 mm Breite, 0, 35 mm Stärke und ein kreisförmiges Joch von 250 mm mittlerem Durchmesser zu Grunde gelegt ist.
Im Falle grosser Hochabmessungen kann das Joch, gleichgültig wie die Wickelform und der Transformatortyp sind, gemäss Fig. 4 von einer Klammer 7 aussen umfasst werden, welche ihm nötigenfalls noch grössere Festigkeit gibt.
Der Querschnitt des Joches ist gewöhnlich rechteckig. Um eine bessere Verteilung des magnetischen Flusses zu erhalten, kann auch eine andere Querschnittsform mit gebrochener Umrisslinie gewählt werden. Die Fig. 5 und 6 zeigen solche Ausführungsbeispiele.
Die treppenförmige Querschnittsform gemäss Fig. 5 kann erhalten werden, indem mehrere Einzeljo- A, B. C. B', A'mit abgestufter Höhe übereinander geschoben werden, wobei jedes Joch nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Man kann aber diese Form a'ich erhalten durch Aufwickeln eines Bleches, dessen Breite stufenweise geändert wird.
Die aus Trapezen zusammengesetzte Querschnittsform D gemäss Fig. 6 wird durch das Aufwickeln eines Bleches erhalten, dessen Breite stetig sich zwischen einem kleinsten und grössten Wert ändert.
Es versteht sich von selbst, dass auch andere Querschnittsformen gewählt und mit ähnlichen Mitteln erhalten werden können, wie die beschriebenen.
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