DE2323266A1

DE2323266A1 - Verfahren zur herstellung einer drossel mit einstellbarem luftspalt

Info

Publication number: DE2323266A1
Application number: DE2323266A
Authority: DE
Inventors: Ernst Meili
Original assignee: F Knobel Elektro Apparatebau AG
Current assignee: F Knobel Elektro Apparatebau AG
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1973-05-09
Publication date: 1973-12-20
Also published as: AU475395B2; IL42370A0; NO132887B; DE2323266C2; SE379115B; CH539935A; NO132887C; FR2188271B1; AU5682573A; ES414901A1; FR2188271A1; NL7307202A; CA991387A; IL42370A; JPS4950453A; IT986143B; US3889360A

Description

Dr. Ing. Sturies

Dipl. Ing. FicMer I 7, Mai 1973

Pctentanwäita

56 Wuppertal Barmen
BrahniMtr. 29 Tel. 02121/550295

Pottfach 201242 , . .

F. Knobel Elektro-Apparatebau AG, ENNENDA (Glarus, Schweiz).

Verfahren zur Herstellung einer Drossel mit einstellbarem Luftspalt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Drossel, bei welcher der mit einer Einlage versehene Luftspalt durch zueinander verschiebbare Kernteile einstellbar ist.

Bei solchen.Drosseln wird die aus nichtmagnetischem Material bestehende Luftspalteinlage beim Abstimmvorgang auf die gewünschte Dicke zusammengequetscht und bildet dadurch eine feste Stütze für den Luftspalt. Diese Stütze ist nur wirksam, wenn die Einlage dauernd unter Druck gehalten wird, weshalb die Drossel mit einem federnden Teil versehen sein muss, der nach dem Abstimmvorgang die Einlage unter Druck hält. Für eine rationelle Fertigung der Drossel soll ferner der Luftspalt ohne Aenderung von Magnetteilen, Gehäuseteilen, usw. in weiten Grenzen eingestellt werden können.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Drossel bekannt geworden, bei welchem eine federnde Haube mit einem Boden verbördelt wird. Die Bördelung lässt jedoch keine Anpassung für verschiedene Grossen des Luftspaltes zu. Sie hat den Nachteil, dass sie keine Masstoleranzen von Haube und Boden auszugleichen vermag, so dass die Federwirkung der Haube fragwürdig ist und sich eine eingestellte Drossel ändern kann.

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Deshalb ist die Einhaltung eines vorgeschriebenen Impedanzwertes mit enger Toleranz nicht möglich.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung einer Drossel wird ein federnder Bodenteil in einen Magnetkern eingerastet. Da hierbei jedoch der Bodenteil nur einen ganz geringen Federweg aufweist kann der Luftspalt nicht in weiten Grenzen verändert, bzw. eingestellt werden. Für jede gewünschte Luftspaltdicke ist daher eine Aenderung des Bodens notwendig.

Diese Nachteile sollen durch das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer Drossel der erwähnten Art dadurch vermieden werden, dass die zueinander verschiebbaren Kernteile zwischen einem Boden mit aufstehenden Seitenrändern und einer gegen diesen Boden verschiebbaren, federnden Haube mit Seitenwänden eingespannt werden und nach Einstellen des gewünschten Luftspaltes die Seitenwände der Haube mit den Seitenrändern des Bodens verschweisst werden, so dass die Luftspalteinlage dauernd unter konstanter Spannung gehalten wird.

Vorteilhaft wird die von der Mitte nach beiden Seiten ansteigende obere Wand der Haube beim Zusammenspannen von Haube und Boden plan gedrückt, um einen bestimmten Druck auf die Luftspalteinlage auszuüben.

Bei diesem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren der Drossel erfolgt bisher die Einstellung des Luftspaltes durch Ausübung eines Druckes auf die ganze Länge der Drossel, wobei jedoch durch das Zusammenquetschen der Luftspalteinlage kein exakter Impedanzwert erreicht, bzw. garantiert werden kann.

Wenn dabei der auf die Luftspalteinlage ausgeübte Druck in Funktion der Zeit so lange gesteigert wird, bis der gewünschte Impedanzwert erreicht ist, so konmt der Fliessvorgang der Einlage nicht sofort zum Stillstand, auch wenn der . Druck nach Erreichen des gewünschten Impedanzwertes nicht mehr weiter gesteigert wird. Bei konstantem Druck fliesst das Ma-

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terial so lange weiter, bis die Auflagefläche der Einlage soweit angewachsen ist, dass der spezifische Druck nachlässt und das Fliessen zum Stillstand kommt. Wird als Luftspalteinlage beispielsweise runder Kupferdraht verwendet, so beträgt das unerwünschte Nachfliessen etwa 5 bis 10% der angestrebten Impedanz. Das Nachfliessen ist auch von der Dicke der eingequetsdtten Einlage abhängig, wobei bei starkem Quetschen das Nachfliessen entsprechend grosser ist. Auf jeden Fall entsteht ein Impedanzfehler, der in einem Streufeld von einigen Prozenten, z.B. ca. 5% liegt, was für Präzisionsdrosseln unzulässig viel ist.

Das Problem des Fliessens des Luftspaltmaterials kann umgangen werden, wenn die Luftspalteinlage einer vibrierenden Kraft oder Schlägen ausgesetzt wird, so lange bis der gewünschte Impedanzwert erreicht ist. Das Verfahren mittels Schlagen ist jedoch unpraktisch, da es langsam ist. Bei Anwendung einer vibrierenden Kraft vollzieht sich der Abstimm-_ Vorgang wohl sehr schnell, jedoch gelingt es dann praktisch nicht, den Abstimmvorgang schlagartig zu unterbrechen, wenn der gewünschte Impedanzwert erreicht ist, so dass auch in diesem Fall ein störender Restfehler übrig bleibt.

Diese Unzulänglichkeiten sollen durch das erfindungsgemässe Verfahren dadurch behoben werden, dass die Drossel nach dem Einstellen des Luftspaltes und Verschweissen der Seitenwände der Haube mit den Seitenrändern des Bodens in eine Abstimmvorrichtung eingelegt wird, in welcher eine Rolle mit einstellbarem Druck auf die Drossel einwirkt und die Rolle öder die Drossel in der Längsrichtung der Drossel verschoben wird, so dass die Einlage durch die Abwälzbewegung der Rolle auf der Drossel fortlaufend zusammengequetscht wird, wobei der Druck auf die Rolle eine an die Drossel angeschlossene Impedanz-Messvorrichtung so gesteuert wird, dass bei Erreichen der Sollimpedanz der Druck auf die Rolle nachlässt und eine genaue Feinabstimmung der Drossel erreicht ist. Die Quetschung der Luftspalteinlage erfolgt dabei nicht durch gleichzeitiges

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Pressen oder Schlagen auf der ganzen Länge, sondern durch Walzen mittels einer Rolle, so dass der Druck, mittels welchem der Draht gequetscht wird, längs des Drahtes fortschreitet und bei Aufhören des Druckes eine genaue Feinabstimmung mit einem Impedanzfehler von weniger als 1% erreicht wird.

Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer nach dem Verfahren hergestellten Drossel,

Fig. 2 ist ein Querschnitt derselben und

Fig. 3 ist ein Querschnitt der Haube vor dem Zusammenbau der Drossel,

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht eine langgestreckte nach dem erfxndungsgemässen Verfahren hergestellte Drossel,

Fig. 5 ist ein Querschnitt der Drossel nach Fig. H mit einer auf sie einwirkenden Rolle für Feinabstimmung, und

Fig. 6 zeigt eine Abstimmvorrichtung für die Drossel zur Durchführung des Verfahrens nach der zusätzlichen Erfindung. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Drossel weist drei Kernteile 1,2,3 und eine Spule 4 auf. Der Kernteil 3 ist gegenüber den Kernteilen 1,2 verschiebbar, um den dazwischen befindlichen Luftspalt 5 einstellen zu können. In dem Luftspalt 5 befindet sich eine Einlage, die aus zwei lackierten Kupferdrähten 6 besteht, welche zur Erleichterung der Montage auf einer Klebefolie 7 fixiert sind. Die Kernteile 1,2,3 werden zwischen einem Boden 8 mit aufstehenden Seitenrändern 9 und einer Haube 10 mit Seitenwänden 11 eingespannt. Wie aus Fig. ersichtlich ist, ist die obere Wand der Haube 10 vor dem Zusammenbau der Drossel von der Mitte aus nach beiden Seiten ansteigend. Beim Zusammenspannen von Haube und Boden wird diese obere Wand plan gedrückt, und es wird durch Federwirkung der Haube ein bestimmter Druck auf die Luftspalteinlage, d.h. die

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Kupferdrähte 6, ausgeübt, so dass ein gewünschter Luftspalt und damit eine gewünschte Impedanz der Drossel eingestellt werden kann. Nach diesem Einstellen werden die Seitenwände der Haube mit den Seitenrändern des Bodens verschweisst, wobei vorzugsweise eine Buckelschweissung angewendet wird. Dadurch wird die Luftspalteinlage dauernd unter konstanter Spannung gehalten. Auch wenn die Drossel nach der Abstimmung im Vakuum imprägniert wird, erhöht sich die Impedanz durch das Imprägnieren lediglich um ca 3%o, wie Versuche ergeben haben.

^Um eine Feinabstimmung einer solchen in Fig. 4 und 5 dargestellten Drossel zu erhalten, wird diese in die in Fig. 6 dargestellte Abstimmvorrichtung eingelegt. Sie wird auf einen Schlitten 12 aufgesetzt, der auf einer Unterlage 13 längsverschiebbar ist. Mit dem Schlitten 12 ist eine Kolbenstange 14 verbunden, deren Kolben 15 in einem Zylinder 16 verschiebbar ist, an den Leitungen 17, 18 angeschlossen sind. Eine auf die Haube 10 der Drossel einwirkende Rolle 19 ist mittels einer Achse 2 0 auf dem einen Arm eines Winkelhebels 21 gelagert, der um einen Zapfen 22 an einem Ausleger 23 einer Säule 24 drehbar ist. Am Ende des anderen Armes des Winkelhebels 21 greift mittels eines Zapfens 2 5 eine Kolbenstange 26 an, deren Kolben 27 in einem Zylinder 28 läuft, an den zwei Leitungen 29, 30 angeschlossen sind. Die Abstimmvorrxchtung ist ferner mit einer Kontaktiereinrichtung 31 versehen, an welche die Anschlussfahnen 32 der Drosselspule 4 beim Einlegen der Drossel selbsttätig angeschlossen werden. Von der Kontaktiereinrichtung 31 führen Leitungen 33 zu einer nicht gezeigten Impedanz-Messvorrichtung, mittels welcher die Zuführung von Druckluft oder OeI zum Zylinder 28 steuerbar ist.

Die beschriebene Abstimmvorrichtung arbeitet wie folgt:

Nach dem Einlegen einer Drossel in die Vorrichtung wird durch die Leitung 30 Druckluft oder OeI in den Zylinder

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28 zugeführt. Dadurch wird durch den Kolben 27 über den Winkelhebel 21 ein Druck auf die Rolle 19 ausgeübt und diese wirkt auf die Längsnut der Haube 10 ein. Dieser Druck wird über die Blechlamellen des Kernteiles 3 auf die im Luftspalt 5 befindlichen Kupferdrähte 6 fortgepflanzt, so dass die Drähte 6 gequetscht werden. Gleichzeitig wird durch Zuführung von Druckluft oder OeI durch die Leitung 17 in den Zylinder 16 der Kolben 15 in Pfeilrichtung verschoben, und die Drossel wird unter der Rolle 19 durchgezogen, wobei die Länge des von der Drossel zurückgelegten Weges der Länge des gequetschten Drahtabschnittes, entspricht. Durch das fortlaufende Quetschen der Kupferdrähte 6 wird die Grosse des Luftspaltes 5 und dadurch die Impedanz der Spule 4 kontinuierlich verändert. Wenn die Impedanz der Drossel den vorgegebenen Wert erreicht, so wird durch die Impedanz-Messvorrichtung der pneumatische oder hydraulische Kolben 26 umgesteuert, so dass die Rolle 19 von der Drossel abgehoben wird und die Impedanz nicht mehr verändert wird.

Der auf die Rolle 19 ausgeübte Druck wird mit Vorteil so eingestellt, dass fast die ganze Länge der Drähte 6 gewalzt werden muss, um den gewünschten Impedanzwert zu erreichen. Dies hat zwei Gründe. Der eine ist, dass die Luftspaltdicke über die ganze Länge des Drahtes möglichst gleich gross wird, damit die Induktion im Luftspalt und im Eisenkern möglichst gleichmässig wird. Der andere Grund liegt in der Abstimmgenauigkeit. Bei Erreichen der gewünschten Impedanz kann die Längsbewegung der Drossel nicht schlagartig angehalten werden, und es wird auch der Druck auf die Rolle nicht ,schlagartig Null. Durch den dadurch sich ergebenden Anhalteweg, bzw. Nachfliessen des Drahtmaterials bei konstantem Druck entsteht ein Abgleichfehler. Dieser Abgleichfehler wird bei einem langen Walzweg prozentual vernachlässigbar.

Der auf die Rolle 19 ausgeübte Druck kann auch so klein gewählt werden, dass ein zweiter Durchlauf der Drossel

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unter der Rolle zur Erreichung des gewünschten Impedanzwertes nötig ist, wobei die Bewegungsrichtung des Kolbens 15, bzw. der Drossel nach dem ersten Durchlauf selbsttätig umgesteuert und der ausgeübte Druck vorteilhaft erhöht wird. Dadurch kann der Abstimmfehler weiter verringert werden. Es sind grundsätzlich auch mehr als zwei Durchläufe möglich, jedoch wird man sich in der Praxis mit'zwei Durchläufen begnügen, da sonst die Abstimmzeit für eine rationelle Fabrikation zu lang wird. Man wird deshalb jene Drosseln ausschliessen, die auch in einem zweiten Durchlauf nicht abgestimmt werden konnten. Solche Drosseln sind erfahrungsgemäss ohnehin mit einem Fabrikationsfehler behaftet. Bei einer praktischen Durchführung des Verfahrens mit der beschriebenen Abstimmvorrichtung konnten Taktzeiten von etwa 3 Sekunden erreicht werden.

Da bei dem vorliegenden Verfahren infolge des Walzens mittels einer Rolle nur eine verhä.ltnismässig geringe Kraft notwendig ist, um den für die gewünschte Quetschung der Drähte erforderlichen spezifischen Druck zu erreichen, wird der Vorteil erreicht, dass die Abstimmvorrichtung sehr klein gebaut werden kann und sich gut in ein Fabrikationsband einfügen lässt.

Nach dem beschriebenen Feinabstimmen der Drossel wird diese noch zweckmässig mit Kunstharz imprägniert.

Statt dass, wie beim beschriebenen Beispiel, die Drossel in Längsrichtung unter der Rolle durchgezogen wird, könnte auch die Rolle mit ihrer Traganordnung verschiebbar angeordnet werden, so dass sie in Längsrichtung der Drossel über diese hinwegbewegt wird und sich dabei auf der Drossel abwälzt.

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Claims

Patentansprüche

(1.J Verfahren zur Herstellung einer Drossel, bei welcher der mit einer Einlage versehene Luftspalt durch zueinander verschiebbare Kernteile einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander verschiebbaren Kernteile zwischen einem Boden mit aufstehenden Seitenrändern und einer gegen diesen Boden verschiebbaren, federnden Haube mit Seitenwänden eingespannt werden und nach Einstellen des gewünschten Luftspaltes die Seitenwände der Haube mit den Seitenrändern des Bodens verschweisst werden, so dass die Luftspalteinlage dauernd unter konstanter Spannung gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Mitte nach beiden Seiten ansteigende obere Wand der Haube beim Zusammenspannen von Haube und Boden plan gedrückt wird, um einen bestimmten Druck auf die Luftspalteinlage auszuüben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, die Drossel nach dem Einstellen des Luftspaltes und Verschweissen der Seitenwände der Haube mit den Seitenrändern des Bodens in eine Abstimmvorrichtung eingelegt wird, in welcher eine Rolle mit einstellbarem Druck auf die Drossel einwirkt und die Rolle oder die Drossel in der Längsrichtung der Drossel verschoben wird, so dass die Einlage durch die Abwälzbewegung der Rolle auf der Drossel fortlaufend zusammengequetscht wird, wobei der Druck auf die Rolle durch eine an die Drossel angeschlossene Impedanz-Messvorrichtung so gesteuert wird, dass bei Erreichen der Sollimpedanz der Druck auf die Rolle nachlässt und eine genaue Feinabstimmung der Drossel erreicht ist.

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U. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck der Rolle durch einen pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Kolben über eine Hebelanordnung ausgeübt wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 3 und H, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle bei Erreichen der Sollimpedanz der Drossel durch den pneumatischen oder hydraulischen Kolben von der Drossel abgehoben wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel durch einen weiteren pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Kolben in Längsrichtung unter der Rolle durchgezogen wird.

7. Drossel, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6.

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