DE1508394C - Vorrichtung zum Trennen zusammenhaftender Blechzuschnitte unter Anwendung eines Magnetfeldes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft cine Vorrichtung zum Trennen einer Anzahl aufeinanderfolgender, aus magnetischem Werkstoff bestehender, im Paket ausgeglühter, stellenweise zusammenhauender Blechzuschnitte mittels gegenseitiger mechanischer Verschiebung der einzelnen Blechzuschnitte unter Anwendung eines Magnetfeldes.

Die Magnetkerne elektrischer Geräte und Maschinen bestehen üblicherweise aus einem Blechpaket, das aus einer bestimmten Anzahl von relativ dünnen, aus magnetischem Material bestehenden Blechzuschnitten aufgebaut wird. Um die Blechzuschnitte von inneren Spannungen zu befreien, die z. B. durch deren Stanzvorgang entstanden sein können, werden die Blechzuschnitte im Paket ausgeglüht. Durch den Ausglüh Vorgang werden stellenweise zwischen den einzelnen Blechzuschnitten metallische Verbindungen geschaffen, die bei der nachfolgenden Verwendung des Paketes als Magnetkern zu unerwünschten Wirbelslrömen und damit zusätzlichen elektrischen Verlusten führen. Außerdem ist es bei bestimmten Magrietkernen erwünscht, eine dünne Schicht aus isolierendem Material zwischen dieaufeinanderliegenden Blechzuschnitte einzubringen, um den Zusammenhalt der Blechzuschnilte zu verbessern. Die zwischen den Blechzuschnitten geschaffenen Verbindungen beeinträchtigen jedoch das Eindringen des isolierenden Materials.

Vm die Blechzuschnitte voneinander zu trennen, ist es bekannt, mechanische Stöße auf das Blechpaket auszuüben. Dieses Verfahren ist jedoch unwirtschaftlich und führt meist nicht zu einwandfreien Ergebnissen, da z. B. die Zähne von Statorblechzuschnitlen verformt werden können, so daß die Blechzuschnitle unbrauchbar werden. Außerdem ermöglichen die im Hinblick auf die Verformung der Blechzusehnitte nur begrenzt anwendbaren Kräfte keine einwandfreie Trennung der Blechzuschnitte.

Aus der deutschen Patentschrift 878 210 ist es außerdem bekannt, zur Verhinderung des Zusammensinterns von zu Stapeln geschichteten Eisenblechen während; der Glühbehandlung im Ofen durch an den Stapel angreifende, verstellbare Stützen wiederholt zu biegen, so daß die Bleche sich gegenseitig verschieben. Ein Verbiegen, das eine Trennung ermöglicht, ist für die Behandlung von für Magnetkerne elektrischer Geräte und Maschinen bestimmten Blechzuschnitten wegen der Gefahr einer Verformung nicht geeignet und führt auch bei Blech/uschnitten unregelmäßiger Form nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Außerdem ist bei relativ kleinen Blech zuschnitten eine Verbiegung nur schwer durchführbar. -Aus der USA.-Patentschrift 2 141218 ist es bekannt, das zuvor erwähnte Verbiegen von Blechen .mittels eines Elektromagneten durchzuführen, der eine gewölbte Arbeitsfläche aufweist, an deren Form sich die von dem Elektromagneten angezogenen Bleche anpassen und dadurch gegenseitig verschieben. Die Wirkung des Elektromagneten kann zusätzlich durch einen Hammer unterstützt werden. Dieses Verfahren eignet sich aus den zuvor erwähnten Gründen jedoch ebenfalls nicht für die Anwendung auf Blechzuschnitle für Magnetkerne elektrischer Geräte und Maschinen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß die Trennung von Blechzuschnitten beliebiger Form und Größe in einfacher und wirtschaftlicher Weise ohne deren Beschädigung durchgeführt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein oder mehrere elektrische Leiter in Form einer oder mehrerer Spulen in unmittelbarer Nähe des Pakets aus Blechzuschnilten angeordnet sind, die wenigstens einen Pol bilden, der auf das Paket gerichtet ist, und daß durch die Spule bzw. Spulen ein Stromstoß vorbestimmter Größe geschickt wird. Aufgrund dieser

ίο Ausbildung wirkt auf die Blechzuschnitte ein Magnetfeld sich ändernder Größe ein, das Kräfte erzeugt, die die Blechzuschnitte gegenseitig verschieben und die zwischen ihnen bestehenden Verbindungen trennt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in ' den Fig. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vor-• richtung gemäß der Erfindung und eines zu behandelnden Statorblechpakets,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf einen Teil eines einzelnen Blechzuschnitts,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Behandlung eines Transforniatorblechpakets,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4, _ -_:! F i g. 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Aus-

führungsforni und '

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie7-7 in Fig. 6. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Trennen der im Paket ausgeglühten und stellenweise zusammenhaftenden Blechzuschnitten eines Stators 12 eines Elektromotors. Die Stellen, an denen die Blechzuschnitte 11 im allgemeinen zusammenhaflen, sind in F i g. 3 durch die dunklen Bereiche 54 angegeben. Demnach liegen diese Stellen vor allem am äußeren Rand der Blechzu-

to schnitte sowie an den die Wicklutigsaufnahnienuten 17 und dem für die Aufnahme des Rotors bestimmten Raum 14 begrenzenden Zähnen 13.

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung weist eine Wicklung 21 auf, die nahe den äußeren Rändern des Blechpakets 12 in den Nuten 23 eines Wicklungsaiifnahmerings 22 angeordnet sind. Die Wicklung besteht aus sechs Spulen 24 bis 29. Je zwei Spulen sind zu einer Gruppe zusammengefaßt. Die Spulen einer Gruppe sind in Reihe geschaltet und derart gewickelt, daß der Strom in benachbarten Spulen in entgegengesetzter Richtung fließt, wie in F i g. 1 durch Pfeile angegeben ist.

Die Spulen sind zweckmäßigerweise in Isoliermaterial aus Kunstharz, wie z. B. Epoxyharz, eingebettet, um sie mit. dem Ring 22 fest zu verbinden. Der Ring 2*2 besteht aus ringförmigen Blechzuschnitten, dessen Zähne 37 eine zentrale Öffnung 38 zur Aufnahme des Blechpakets 12 begrenzen. Die Spulenpaare 24 und 25,26 und 27,28 und 29 sind über

Leitungen 46 und 47 parallel an die Anschlüsse 48, 49 eines Stoßwellengenerators 50 angeschlossen, der beim Betätigen des Schalters 51 durch die Wicklung 21 wenigstens einen Stromstoß vorbestimmter Größe schickt. Bei einer derartigen Schaltungsan-Ordnung der einzelnen Spulen der Wicklung 21 kann man eine nahezu vollständige Anpassung an die Impedanz des Generators 60 und in etwa eine gleiche Spannungszunahme an jeder Spule erreichen, so daß

Claims (10)

sich eine gleichmäßige Kraftlinienverteilung um das Blechpaket 12 ergibt. Ein Stromstoß die Wicklung 21 erzeugt in deren Spulen 24 bis 29 ein sich änderndes Magnetfeld, das über den gesamten Umfang des Blechpakets 12 verteilt ist. Dadurch werden in den Bereichen der Blechzuschriitte 11, die in der Nähe, der Wicklung 21 und des aus magnetischem Werkstoff bestehenden Ringes 22 angeordnet sind, elektromagnetische Kräfte erzeugt, die auf die ebenfalls aus magnetischem Werkstoff bestehenden Blechzuschnitte 11 einwirken und durch deren gegenseitige Verschiebung die Verbindungen zwischen benachbarten Blechzuschnitten zerstören und damit die Blechzuschnitte voneinander trennen. Der von dem Generator 50 erzeugte elektrische Stromstoß soll so groß sein, daß die erwünschte Trennung der Blechzuschnitte 11 bewirkt wird, ohne daß die Struktur der Blechzuschnitte nachteilig beeinflußt wird oder diese verformt werden. Die Anzahl der zum Trennen erforderlichen Stromstöße und deren Größe sind dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Bestimmend hierfür sind die Form der Blechzuschnitte, die Festigkeit und Elastizität des Materials, die Größe und Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den Bleclizuschnitten und deren Festigkeit und die relative Entfernung der Wicklung von den Blechzuschnitten. Um die Blechzuschnitte in einer festen Lage zu dem Ring 22 zu halten und zu verhindern, daß sie über die Öffnung 38 gestoßen werden, ist die Vorrichtung der Fig. 1 und 2 in der im folgenden beschriebenen Weise ausgebildet. Der Ring 22 sitzt in einer zweiteiligen Halterung 55, die vertikal auf einer Grundplatte 58 befestigt ist. Eine vertikale Stütze 61 aus isolierendem Material ist ebenfalls auf der Grundplatte 58 befestigt. Die Stütze 61 trägt einen Bolzen 62, auf dem zwei Flansche 65 und 66 mit ihren Lagerringen 63 und 64 axial gegeneinander verschiebbar gelagert sind. Zwischen den Flanschen 65 und 66 ist das aus den Blechzuschnitten 11 bestehende Paket eingespannt. Eine Feder 67 zwischen dem Flansch 65 und einer Scheibe 68 drückt den Flansch 65 gegen die Blechzuschnitte 11, die sich an dem Flansch 66 abstützen, der an der Schulter 69 des Bolzens 62 anliegt. Eine Mutter 71 auf dem Bolzen 62 hält die Ringscheibe 68. Die Feder 67 ermöglicht eine axiale Drehung der Blechzuschnitte 11 während der Einwirkung des Magnetfeldes. Um eine vollkommene Trennung der Blechzuschnitte 11 sicherzustellen, soll die axiale Länge des Magnetringes 22 größer sein als die axiale Länge des zu behandelnden Blechpakets. Vorzugsweise soll sie wenigstens ll/2-mal so groß wie die Länge des Blechpakets sein. F i g. 4 zeigt eine weitere Vorrichtung zum Trennen von Blechzuschnitten, die in der gleichen Weise wie die der Fig. 1 und 2 aufgebaut ist. Das zu behandelnde Blechpaket besteht in diesem Fall aus U-förmigen Blechzuschnittcn 73 eines Transformators, deren lange Schenkel 74 von einer Manschette 78 und deren kürzere Schenkel 76 von einer Manschette 79 umgeben sind, um die Blechzuschnittc zusammenzuhalten. Um eine maximale Einwirkung des durch einen Stromstoß durch die Wicklung 21 erzeugten Magnetfeldes zu erreichen, sollten die Stege 77 der Blechzuschnitte 73 in der Nähe der Mitte des Magnetpols einer Spule quer zu diesem verlaufend angeordnet sein, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Außerdem sollten die Seitenflächen des Paketes unter einem Winkel gegen die Radialebene des Ringes 22 geneigt angeordnet sein. Der optimale Neigungswinkel θ hängt von der Form der Blechzuschnitte ab und kann z. B. 50' bis 80° betragen. · ^: In den Fi g. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung, darge- stellt. Das'."zu behandelnde : Paket 82 besteht aus Blechzuschnittcn 81, die ah ihrem äußeren Umfang durch in gleichmäßigem Abstand angeordnete Schweißstellen 83 zusammengehalten werden. Das Blechpaket 82, dessen Blechzuschnitte wie in Fig. 1 Zähne 85 und Nuten 87 aufweist, dient zum Aufbau des Stators eines Elektromotors. Der Ring 92 trägt eine Wicklung 91, die aus vier Spulen 93 bis 96 besteht. Die Spulen sind wiederum so gewickelt, daß nebeneinanderliegende Magnetpole entgegengesetzte Polarität aufweisen. Jede Spule wird von drei konzentrischen Windungen 97, 98 und 99 gebildet, die in Nuten 101 des Rings 92 liegen. Durch die Nuten 101 und der sie begrenzenden Zähne 102 wird eine Öffnung 103 zur Aufnahme des Blechpakets 82 gebildet. Im Gegensatz zu der Vorrichtung der Fig. 1 sind die einzelnen Spulen untereinander parallel ge- " schaltet. Sie sind über Leitungen 46 und 47 an die Anschlüsse 48 und 49 eines Stoßwellengenerators 50 angeschlossen. Wie Fig. 7 zeigt, ist die Achse des Rings 92 vertikal angeordnet. Der Ring 92 wird an. Haltern 110 zwischen Schultern 117 und Laschen 113 getragen. Die Halter 110 sind auf einer Grundplatte 112 befestigt. Durch die zentrale Öffnung 103 des Rings 92 ragt ein zylindrischer Zapfen 116 aus isolierendem Material, dessen oberer Teil 118 zur Aufnahme des Blechpakets 82 dient. Dadurch wird das Blechpaket 82 in der Öffnung 103 zentriert. ■*0· Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Trennen einer Anzahl aufeinanderfolgender, aus magnetischem Werkstoff bestehender, im Paket ausgeglühter, stellenweise zusammenheftender Biechzuschnitte mittels gegenseitiger mechanischer Verschiebung der einzelnen Blechzuschnitle unter Anwendung eines Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere elektrische Leiter in Form einer oder mehrerer Spulen (24 bis 29) in unmittelbarer Nähe des Pakets (12; 74; 82) aus Blechzuschnitten (11; 73; 81) angeordnet sind, die wenigstens einen Pol bilden, der auf das Paket gerichtet ist, und daß durch die Spule bzw. die Spulen wenigstens ein Stromstoß vorbestimmter Größe geschickt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (24 bis 29) ringförmig angeordnet sind und das Paket (12; 74; 82) aus Blechzuschnitten (11; 73; 81) umgeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (24 bis 29) in Nuten eines aus Blechzuschnitten aus magnetischem Material bestehenden Rings (22) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole der Spulen (24 bis 29) zum Zentrum des Rings (22) gerichtet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole nebcneinandcrliegender Spulen entgegengesetzte Polarität aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22) in Axialrichtung tiefer ist als das zu behandelnde Paket (12; 74; 82), vorzugsweise um etwa das lVi-fache.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket (12; 74; 82) in der öffnung (38; 103) des Rings (22) von einer Halterung (61 bis 71; 116 bis 118) in axialer Richtung gehalten wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei nebeneinanderliegende Spulen (24, 25; 26, 27; 28,29) zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, wobei die Spulen einer Gruppe einander entgegengesetzt gewickelt und in Reihe geschaltet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen parallel geschaltet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelrichtung der Pakete (12; 74, 82) mit der Achse des Rings (22) einen Winkel von 50 bis 80° einschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen