CH291011A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von elektrischen Apparaten mit fugenlosem, geschichtetem, ringförmigem Magnetkern. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung     zur    Herstellung von elektrischen Apparaten     mit    fugenlosem,  geschichtetem,     ringförmigem        Magnetkern.       Es ist bekannt, dass der fugenlose, kreis  ringförmige Kern den idealen Magnetkern für  einen idealen Transformator darstellt.  



  Fugenlose, kreisringförmige Magnetkerne  lassen sieh billig und einfach aus Eisendraht  oder Eisenband wickeln. Trotzdem haben sol  che Magnetkerne in der Praxis nur in ganz  besonderen Fällen     Verwendung    gefunden.  Der Grund dafür ist bekannt und liegt darin,  dass sieh auf einen geschlossenen Kern eine  fertige Wicklung nicht aufbringen lässt.  



  Die Erfindung schafft hier Abhilfe und       bestellt    in einem Verfahren zur Herstellung  von elektrischen Apparaten, z. B. Transforma  toren, Drosseln und dergleichen, mit fugen  losem, ringförmigem, aus     Eisenblechband    ge  wickeltem Magnetkern, das von einer fertigen  Wicklungsspule ausgeht und durch die Höh  lung dieser Wicklung hindurch den Magnet  kern wickelt.  



       Naeli    dem erfindungsgemässen Verfahren  wird zu diesem Zwecke der von einer drehbar  angeordneten Vorratsspule abgezogene An  fangsteil eines     Eisenblechbandes    von Hand  durch die Höhlung der die fertige Wicklung  tragenden, fest angeordneten Spule gesteckt,  zu einer ersten kreisringförmigen, geschlos  senen Windung gebogen und der Bandanfang  am anliegenden     Eisenbandteil,        beispielsweise     durch     Schweissung,    befestigt und durch       Krafteinwirkung    an mindestens einer Stelle  dieser ersten     Blechbandwindrmg,        tangential       zu derselben,

   wird diese Windung um     ihre     virtuelle Achse gedreht, derart, dass sich un  ter kontinuierlichem Bandabzug von der Vor  ratsrolle weitere Windungen um die erste  Windung legen, und diese Drehung wird so  lange fortgesetzt, bis die     Spulenhöhhmg     gänzlich ausgefüllt ist, worauf das Band an  der Auflaufstelle auf den Bandwickel durch  geschnitten und das entstehende Ende des  aufgewickelten Bandteils an der äussersten  Bandwindung des Ringkernes, beispielsweise  wieder durch     Schweissung,    befestigt wird.  



       Zweckmässigerweise    weist die im Sinne  einer Drehung der zum Ringe sich     aufeinan-          derlegenden    Bandwindungen wirkende Kraft  ausser einer     tangentialen    auch eine radiale  Komponente auf, damit ein Zusammenpressen  der Bandwindungen erzielt und dadurch ein  maximaler magnetischer Füllfaktor sicher  gestellt werden kann.  



  Die Krafteinwirkung kann an einem oder  an mehreren ausserhalb der     Spulenhöhlung     liegenden Stellen des Ringes erfolgen und  kann ihren Angriffspunkt bzw. ihre Angriffs  punkte auf der Breitseite und/oder auf der  Stirnfläche des Ringes haben.  



  Eine     Vorrichtung,    mittels der eine sol  ehe     Krafteinwirkung    in einfachster Weise er  zielt werden kann, weist     erfindungsgemäss     zwei achsparallele     Walzen    auf, von welchen  wenigstens die eine um die eigene Achse an  getrieben ist und die andere frei drehbar      unter Druck gegen die erste Walze     anliegt,    so  dass ein zwischen die beiden Walzen einbe  legtes Blechband durch Reibung mitgenom  men wird.  



  Dabei können die beiden Walzen mit ihren  Achsen parallel zur Ringachse angeordnet  sein und in diesem Falle auf die beiden Breit  seiten des Ringkernes einwirken oder mit  ihren Achsen senkrecht zur Ringachse ange  ordnet sein und auf die beiden     Ringstirnflä-          chen    einwirken. Die beiden     Möglic        hkeiten    las  sen sich auch kombinieren.  



  Die Achse der einen Walze, vorzugsweise  der angetriebenen Walze, ist zweckmässiger  weise fest, während die der andern Walze  senkrecht zu ihrer Richtung beweglich und       dauernd    einer Krafteinwirkung ausgesetzt ist,  durch die diese     Walze    gegen die zwischen den  beiden Walzen liegenden Bandwindungen an  gedrückt wird.  



  Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind  an Hand der beiliegenden Zeichnung, in wel  cher Ausführungsbeispiele der Vorrichtung  dargestellt sind, beschrieben.  



       Abb.1    zeigt schematisch im Grundriss eine  mögliche Ausführungsform der Vorrichtung.       Abb.    2 zeigt im wesentlichen dieselbe Vor  richtung im. Vertikalschnitt in einer weiter  fortgeschrittenen Arbeitsphase.  



       Abb.3    zeigt einen kompletten Transfor  inator.  



       Abb.    4 zeigt. einen Schnitt nach der Linie       a.    von     Abb.    3.  



  Mit 1 ist das auf einer zweckmässig abge  bremsten Vorratsrolle 2 aufgewickelte Eisen  blechband bezeichnet. 3 und 4 sind zwei neben  einander angeordnete achsparallele Zylinder  walzen, von welchen die     )NTalze    3 durch einen  nicht gezeigten Antrieb, z. B. einen Elektro  motor, im Pfeilsinn um die eigene Achse ge  dreht wird, während die Walze 4 frei drehbar  ist und in Richtung des Doppelpfeils     1'    ver  schoben werden kann. Nicht dargestellte Fe  dern oder Gewichte halten die Walze 4  dauernd gegen die Walze 3 bzw. das dazwi  schenliegende Eisenband 1 angedrückt.

   Um  zwischen dem Eisenband 1 und der Antriebs  walze 3 eine     ausreichende    Reibung herzustel-         len,    ist die Walze 2 mit einer     aufgerauliten     Mantelfläche versehen. Die Walze 4 kann mit  Gummi, Leder oder dergleichen überzogen  sein zwecks Schonung der einseitigen Isolier  schicht des Eisenbandes     l..     



  Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:  Der Anfang des Eisenbandes 1     wird    von  Hand zwischen die beiden Walzen 3 und 4  durchgeschoben, durch die     Höhlung    der orts  fest angeordneten, fertig gewickelten Wick  lungsspule 6 geführt, zu einer ersten annähe  rungsweise kreisförmigen Windung     5a.    gebo  gen und in der Nähe des Bandeintrittes in  das Walzenpaar an das nachrückende Eisen  band, z. B. durch     Punktsehweissung,    befestigt.

    Darauf wird der Antrieb der Walze 3 einge  schaltet, die sieh im Pfeilsinne zu drehen be  ginnt und durch Reibung und unter dem       Anpressdruek    der Walze 4 (las Band 1 mit  nimmt und so der ersten     lian(lgefertigten          Windung        5a    eine     Drehbewe-ung        tun    die  eigene Achse aufdrückt.

   Dadurch legen sich  nunmehr in     cöllständig    automatischer Weise  und in raschem Tempo     weitere    Bandwindun  gen auf die erste Windung     5a,    bis die Höh  lung der     Wicklungsspule    6     vollkommen    aus  gefüllt ist, worauf der Antrieb stillgelegt, das  Band 1     dureb-esclinitten    und das freie Band  ende an der äussersten Bandwindung, z. B.  durch     Sehweissung,    befestigt wird. Damit ist  der     Transformator    in seinen     wesentlichen    Tei  len fertig.

   Ein     hoher        Anpressdi-nek    der     Walze     4 sichert ein dichtes     Aufeinanderliegen    der  einzelnen Bandwindungen     und    damit einen  guten     magmetischen    Füllfaktor.  



  Natürlich bleibt bei einem so     her-estelltei)     Transformator ein Luftspalt. zwischen den  Flächen der Spule 6 und des     Ringkernes    5.  der durch die Anwesenheit. der Walze 3 be  dingt ist und dessen grösste Breite     vom     Durchmesser dieser Walze bestimmt ist. Die  durch diesen Luftspalt bedingten funktionel  len sowie wirtschaftlichen,     übrigens    aber nicht.

    besonders ins Gewicht. fallenden Nachteile  lassen sieh dadurch     beseitigen,    dass an Stelle  eines auf die Breitseiten des Eisenbandes wir  kenden Walzenpaares 3, 4     zumindestens    ein  Walzenpaar 7, 9     vorgesehen    ist, das auf die           Bandstirnflächen    einwirkt und wovon in       Abb.1.    die untere Walze 7 und in     Abb.    2 die  obere Walze 9 ersichtlich ist. Wegen der ge  ringeren, mit dieser Walzenanordnung erziel  baren Reibung, insbesondere im Anfangssta  dium der Kernfertigung, wird man vorzugs  weise zwei solcher     Walzenpaare    in diametral  gegenüberliegender Lage verwenden.

   Von  einem zweiten Walzenpaar ist aus     Abb.1    die       untere    Walze 8 ersichtlich. Die Walzenpaare  4 und 7, 9 können zusammen mit etwaigen  weiteren Walzenpaaren der einen und/oder  andern Art auch gleichzeitig oder abwech  selnd den Umlauf des Ringes bewerkstelligen.  



  Zwecks     Erleichterns    des     Einwickelns    des  Eisenbandes in den     Spulenkörper    und wei  terer Verbesserung der elektromagnetischen       Verkettung    zwischen dem     Magnetkerneisen          und    der Wicklung kann im Rahmen der Er  findung der die Wicklung tragende Spulen  körper so gestaltet werden, dass der Eisen  Wieklungs-Abstand in allen Punkten des       '-',pulenkörpers    auf ein gleichförmiges,     unum-          gänglieh    notwendiges Minimum reduziert ist,  zu welchem Zwecke, wie     Abb.    4 darstellt,

   der       Spulenkörper    6 eine Höhlung aufweisen kann,  deren Innenwandungen an den ringförmigen  Verlauf des Magnetkernes     angepasst    sind, so       dass    die     Axe    der Höhlung der Wicklungsspule  nach einem Kreisbogen verläuft.  



  In einem erfindungsgemässen Transforma  tor können natürlich auch mehrere     ringför-          znigre    Magnetkerne Verwendung finden. Eine  besonders zweckmässige Ausführungsform  sieht zwei symmetrisch zueinander in einer  Ebene liegende Ringkerne vor, die an ihrer       Berührungsstelle    die gemeinsame     NGeklung     tragen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: i Verfahren zur Herstellung von elektri schen Apparaten mit fugenlosem, geschichte tem, kreisringförmigem Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, dass der von einer drehbar angeordneten Vorratsspule abgezogene An fangsteil eines Eisenblechbandes von Hand durch die Höhlung der die fertige Wicklung tragenden, fest angeordneten Spule gesteckt, zu einer ersten kreisringförmigen, geschlos- senen Windung gebogen und der Bandanfang am anliegenden Eisenbandteil befestigt wird, und dass durch Krafteinwirkung an minde stens einer Stelle dieser ersten Blechbandwin- dung,

   tangential zu derselben, diese Windung um ihre virtuelle Achse gedreht wird, derart, dass sich unter kontinuierlichem Bandabzug von der Vorratsrolle weitere Bandwindungen um die erste Windung legen und diese Dre hung so lange fortgesetzt wird, bis die Spu- lenhöhlung gänzlich ausgefüllt ist, worauf das Band an der Auflaufstelle auf den Band wickel durchgeschnitten und das entstehende Ende des aufgewickelten Bandteils an der äussersten Bandwindung des Ringkernes be festigt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die im Sinne einer Drehung der Bandwindungen wirkende Kraft ausser einer tangentialen eine radiale Kompo nente aufweist, damit die einzelnen Bandwin dungen satt aufeinandergepresst werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine Krafteinwir kung an mehreren, ausserhalb der Spulenhöh- lung liegenden Stellen des Eisenbandringes erfolgt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Krafteinwir kung ihren Angriffspunkt auf der Breitseite des Eisenbandringes hat. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Krafteinwir kung ihre Angriffspunkte teils auf den Breit seiten und teils auf den Stirnflächen des Ei senbandringes hat. PATENTANSPRUCH II: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I und Unteran sprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei achsparallele Walzen, von welchen wenigstens die eine um die eigene Achse angetrieben ist und die andere frei drehbar unter Druck gegen die erste Walze anliegt, so dass ein zwi schen die beiden Walzen eingelegtes Blech band durch Reibung mitgenommen wird, UNTERANSPRÜCHE: 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wal zen zum Eisenbandring so angeordnet sind, dass erstere den letzteren an seinen Breitsei ten erfassen und fortbewegen. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wal zen zum Eisenbandring so angeordnet sind, dass erstere den letzteren an seinen Stirnflä- chen erfassen und fortbewegen. 7. Vorrichtung nach Patentanspr-Lich II, gekennzeichnet durch mehr wie ein Walzen paar zur Drehung des Eisenbandringes. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass von den beiden Walzen die eine senk recht zur eigenen Achse verschiebbar ist, so dass der Achsenabstand der beiden Walzen sich der progressiv zunehmenden Ringstärke anpassen kann. 9. Vorrichtung nach Patentangprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erhö hung der Reibung wenigstens die eine der beiden Walzen eine aufger achte Mantelfläche besitzt.

   PATENTANSPRUCH III: Elektrischer Transformator, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Axe der Höhlung jeder Wicklungsspule nach einem Kreisbogen verläuft, um das Einwickeln des Eisenbandes zu erleichtern und den Kupfer- Eisen-Abstand des Transformators auf das unumgänglich notwendige Mass beschränken zu können.