DE19951180A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bandes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines BandesInfo
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Abstract
Ringförmige magnetische Kerne (40) werden teilweise aus Bändern (2, 3) gewickelt. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Bänder (2, 3). Diese werden aus Streifen (1) ausgeschnitten, welche aus einem metallischen Material hergestellt sind, das den magnetischen Fluß sehr gut leitet. Bei der Herstellung werden die Bänder (2, 3) entlang ihrer Längskanten (2A, 2B, 3A, 3B) wenigstens bereichsweise mit Konturen versehen, die sicherstellen, daß der Kern (40) mit einem zylinderförmigen Innenprofil ausgebildet werden kann. Ferner wird an bestimmten Stellen Material aus den Bändern (2, 3) ausgeschnitten, damit Deformationen beim Wickeln der Bänder (2, 3) lokalisiert werden können.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes zum Wic
keln eines ringförmigen magnetischen Kerns.
Solche ringförmigen magnetischen Kerne werden beispielsweise zur Herstellung von
Statoren rotierender elektrischer Maschinen verwendet, die einen innen liegenden
Rotor und einem außen liegenden Stator aufweisen. Der Stator wird aus einem äuße
ren Statorring und einem inneren Statorring zusammengefügt. In der deutschen Pa
tentanmeldung 193 48 58.8 ist eine rotierende elektrische Maschine offenbart, bei
welcher der äußere Statorring und der innere Statorring durch eine Schrumpfverbin
dung zusammengehalten werden. Jeder der beiden Ringe wird aus einem speziell
geformten Band gewickelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem ein
Band einfach und kostengünstig hergestellt werden kann, das zum Wickeln eines
ringförmigen magnetischen Kerns geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 geläst.
Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher er
läutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Streifen aus Metall mit parallelen Längskanten,
Fig. 2 der teilweise bearbeitete Streifen gemäß Fig. 1,
Fig. 3 das Ausstanzen von Dreiecken aus einem der Bänder gemäß Fig. 4,
Fig. 4 zwei Bänder, die aus dem Streifen gemäß Fig. 2 hergestellt sind,
Fig. 5 ein weiteres Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von zwei Bändern,
Fig. 6 die Herstellung von zwei Bändern unter Einsparung von Material,
Fig. 7 eines weiteres Verfahren zum Einsparung von Material,
Fig. 8 die gleichzeitige Herstellung von vier Bändern,
Fig. 9 das Wickeln eines ringförmigen magnetischen Kerns aus einem Band,
Fig. 10 ein gewickelter ringförmiger magnetischer Kern.
Fig. 1 zeigt einen flächigen Streifen 1, der zwei parallel zueinander verlaufenden
Längskanten 1A und 1B aufweist. Der Streifen 1 ist aus einem metallischen Werkstoff
gefertigt, der den magnetischen Fluß sehr gut leitet. Die Abmessungen des Streifens 1
sind so gewählt, daß aus ihm zwei Bänder 2, 3 hergestellt werden können. Eines die
ser Bänder ist in Fig. 9 dargestellt, wie es auf einen Dorn 60 gewickelt wird. Die Länge
eines jeden Bandes 2, 3 ist so bemessen, daß daraus ein ringförmiger magnetischer
Kern 40, nachfolgend auch nur kurz Kern genannt, vollständig gewickelt werden kann,
wie er in Fig. 10 dargestellt ist. Für die Herstellung der Bänder 2, 3 werden die paral
lelen Längskanten 1A und 1B des Streifens 1 zunächst mit den Strahlen eines Lasers
(hier nicht dargestellt) so bearbeitet, daß Abschnitte 2C, 3C gebildet werden, die kon
vexe Wölbungen 2E, 3E aufweisen, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Abschnitte 2C, 3C
haben alle die gleiche Größe. Die konvexen Wölbungen 2E sind gegenüber den kon
vexen Wölbungen 3E versetzt angeordnet. Während der Bearbeitung der Längskan
ten 1A und 1B des Streifens 1, welche nach dem Ausschneiden der Bänder 2 und 3
deren Längskanten 2B und 3B bilden, wird der Steifen 1 gleichzeitig entlang seiner
Mittellinie 1M so durchtrennt, daß zwei gleich breite Bänder 2, 3 gebildet werden. Für
das Durchtrennen des Streifens 1 wird ebenfalls ein Laser (hier nicht dargestellt) ver
wendet. Dabei wird die Unterteilung so vorgenommen, daß die Abschnitte 2C, 3C
entlang der Längskanten 2A, 3A der Bänder 2 und 3 mit konkaven Wölbungen 2F, 3F
versehen werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Zum Ausschneiden der Bänder 2 und 3 aus
dem Streifen 1 und für die Ausbildung ihrer Längskanten 2A, 3A, 2B, 3B kann an
Stelle des Lasers auch eine Stanzvorrichtung (hier nicht dargestellt) verwendet wer
den.
Die Längskanten 2A, 3A werden beim Wickeln des Kerns 40 senkrecht auf dem Dorn
60 angeordnet, wie in Fig. 9 dargestellt. Aus den Bändern 2 und 3 werden nun, wie
Fig. 3 zeigt, zwischen jeweils zwei Abschnitten 2C gleichseitige Dreiecke 2D mit defi
nierten Öffnungswinkeln und Höhen ausgestanzt, die zur ersten Längskante 2A, 3A
des Bandes 2, 3 hin offen sind. Jedes Band 2, 3 wird beim Ausstanzen der Dreiecke
2D von rechts nach links bewegt, wie in Fig. 3 darstellt. In Fig. 4 sind die beiden Bän
der 2 und 3 schon vollständig voneinander getrennt und die Dreiecke 2D und 3D sind
auch schon ausgebildet. Auch hierfür wird vorzugsweise ein Laser (hier nicht darge
stellt) verwendet. Sie sind nur noch einmal eng beieinander dargestellt, um zu zeigen,
wie sie aus dem Streifen 1 gemäß Fig. 1 entstanden sind.
Die Größe des Öffnungswinkels dieser Dreiecke 2D wird durch die Anzahl ns der Ab
schnitte 2C bestimmt. Der Abstand zwischen zwei aufeinander folgende Dreiecke 2D,
3D wird durch die Gleichung L = Di.sin (π/(ns±1/m)) bestimmt. Dabei steht Di für den
Innendurchmesser des Kerns 40. ns±1/m für die Anzahl der Abschnitte 2C, 3C zwi
schen den Dreiecken 2D, 3D die benötigt werden, um eine Lage eines Bandes 2, 3
aufzuwickeln, während mit m die Länge der Überlappung dieser nach der Wicklung
geschlossenen Dreiecke 2D, 3D von Lage zu Lage festgelegt wird. Die innen liegen
den Spitzen der Dreiecke 2D, 3D sind alle mit einem Loch 2L, 3L definierter Größe
versehen, das ebenfalls ausgestanzt wird. Wie Fig. 9 zeigt, kann in diese Löcher 2L
beispielsweise ein Werkzeug 50 gesteckt werden, mit dessen Hilfe das Band 2 beim
Wickeln richtig positioniert wird.
Wie Fig. 5 zeigt, kann der Streifen 1 zunächst auch so mit einem Laser bearbeitet
werden, daß seine erste Längskante 1A Abschnitte 2C aufweist, die konkav gewölbt
sind, während die zweite Längskante 1B Abschnitte 3C aufweist, die konvex gewölbt
sind. Alle Abschnitte 2C bzw. 3C werden gleich groß ausgebildet. Anschließend wird
der Streifen 1 entlang seiner Mittellinie 1M durchtrennt. Dabei werden zwei Bänder
2 und 3 gleicher Breite gebildet.
Das Durchtrennen erfolgt in der Weise, daß die Abschnitte 2C des Bandes 2 mit kon
vexe Wölbung 2E versehen werden, während bei den Abschnitten 3C des Bandes 3
konkaven Wölbungen 3F ausgebildet werden. Dabei weisen die konvexen Wölbungen
2E und die konkaven Wölbungen 3F zur ursprünglichen Mittellinie 1M hin. Nachdem
die beiden Bänder 2, 3 soweit ausgebildet sind, werden aus ihnen gleichseitige Drei
ecke 2D, 3D ausgestanzt. Die Dreiecke 2D, 3D sind zu den ersten Längskanten 2A
und 3A der Bänder 2, 3 hin offen. Die Symmetrieachsen der Dreiecke 2D, 3D sind
senkrecht zu der Längsachse des Bandes 2, 3 ausgerichtet. Die Größe ihrer Öff
nungswinkel ergibt sich in der gleichen Weise wie bei dem Band 2, 3, das in den Fig. 3
und 4 dargestellt und in den zugehörigen Beschreibungen erläutert ist.
Die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Bänder 2 und 3 sind gemäß den Verfahren her
gestellt, wie sie in den Beschreibungen zu den Fig. 2, 3 und 5 erläutert sind. Bei
der Herstellung der Bänder 2 und 3 gemäß der Fig. 6 und 7 soll Material einge
spart werden. Deshalb wird für die Herstellung der Bänder 2 und 3 ein Streifen 1 ver
wendet, dessen Breite kleiner ist als die gesamte Breite der Bänder 2 und 3, die in den
Fig. 2, 3 und 5 dargestellt sind. Wie an Hand von Fig. 6 zusehen ist, sind wegen
der Einsparung von Material die Abschnitte 2C und 3C nach außen zu nicht vollstän
dig konvex gewölbt, sondern im mittleren Bereich abgeflacht. Bei den in Fig. 7 darge
stellten Bändern 2 und 3, die nach dem Verfahren gemäß Fig. 5 hergestellt sind, sind
die konkaven Wölbungen 2F der Abschnitte 2C in den Randbereichen abgeflacht,
während die konvexen Wölbungen 3E der Abschnitte 3C im mittleren Bereich abge
flacht sind.
In Fig. 8 ist ein Streifen 1 dargestellt, dessen Breite so groß bemessen ist, daß sie der
Breite von jeweils zwei Bändern 2 und 3, als insgesamt vier Bändern entspricht. Beid
seitig der Mittellinie 1M des Streifens 1 werden jeweils zwei Bänder 2 und 3 gemäß
dem Verfahren ausgebildet, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt und in der zu
gehörigen Beschreibung erläutert ist. Die Herstellung der Bänder 2, 3 kann jedoch
auch gemäß dem Verfahren erfolgen, wie es in Fig. 5 dargestellt und in der zugehö
rigen Beschreibung erläutert ist (hier nicht dargestellt). Material kann auch bei der
Herstellung der Bänder 2 und 3 nach diesem Verfahren eingespart werden. Es muß
nur ein Streifen 1 verwendet werden, dessen Breite kleiner ist als die Breite von je
weils zwei Bändern 2 und 3.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Bandes zum Wickeln eines ringförmigen
magnetischen Kerns (40), dadurch gekennzeichnet, daß aus einem endlosen flächi
gen Streifen (1), wenigstens zwei oder ein ganzzahliges Vielfaches davon an Bändern
(2, 3) ausgeschnitten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstel
lung der Bänder (2, 3) ein Streifen aus Metall verwendet wird, der den magnetischen
Fluß sehr gut leitet, daß die Breite des Streifens (1) an die Breite von zwei Bändern (2
und 3) angepaßt oder schmaler ausgebildet wird, und daß die Dicke des Streifens (1),
an die gewünschte Dicke der Bänder (2, 3) angepaßt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem Streifen (1) mindestens zwei gleich große Bänder (2, 3) ausgeschnitten
und daraufhin aus jedem Band (2, 3) an vorgegebenen Stellen gleichseitige Dreiecke
(2D, 3D) mit definierten Öffnungswinkeln und Höhen ausgestanzt werden, und daß an
der innen liegenden Spitze eines jeden Dreiecks (2D, 3D) ein Loch (2L, 3L) mit vorge
gebenem Querschnitt ausgebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen der gleichseitigen Dreiecks (2D, 3D) entlang einer Längskante (2A, 3A)
eines jeden Bandes (2, 3) ausgebildet und die Symmetrieachse eines jeden gleichsei
tigen Dreiecks (2D, 3D) senkrecht zur Längsachse des Bandes (4B) ausgerichtet wird,
und daß der Abstand zwischen jeweils zwei aufeinander folgenden Dreiecken (2D, 3D)
eine Länge L = Di.sin (π/(ns±1/m)) aufweist, wobei D für den Innendurchmesser des
Kerns (40) steht, ns±1/m die Anzahl der Abschnitte (2C, 3C) zwischen den gleichseiti
gen Dreiecken (2D, 3D) angibt, die benötigt werden, um eine Lage eines Bandes (2,
3) aufzuwickeln und mit m die Länge der Überlappung der Abschnitte von Lage zu La
ge festgelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bänder (2, 3) in gleich große Abschnitte (2C, 3C) unterteilt werden, die entlang der
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