DE2917948C3

DE2917948C3 - High speed press

Info

Publication number: DE2917948C3
Application number: DE19792917948
Authority: DE
Inventors: Jan Dr.-Ing. 4600 Dortmund Boye
Original assignee: Schwelmer Eisenwerk Mueller & Co 5830 Schwelm De GmbH
Current assignee: Schwelmer Eisenwerk Mueller & Co 5830 Schwelm De GmbH
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE2917948B2; DE2917948A1

Description

Ähnlich wie bei elektromagnetischen Maschinen häufig sogenannte Anker verwirklicht sind, die in Nuten die Wicklungen aufnehmen und als geschlossene Bauteile konzentrisch zur Rotorwelle als Bestandteil des w Rotors bzw. Bestandteil des Stators angeordnet sind, ist bei der Hochgeschwindigkeitspresse nach der Hauptanmeldung eine Einrichtung zur Flußkonzentration vorgesehen. Sie besteht aus einer Mehrzahl von ferromagnetischen Blechpaketen, die auf den Flachspu- f>o lenring äquidistant aufgesetzt sind. Diese Blechpakete dienen zugleich als Abstützelemente des Flachspulenringes am Pressengestcll. Im allgemeinen sind die Blechpakete im wesentlichen U-förmig ausbildet und auf dem Flachspulenring umgekehrt U-förmig rciterar- *>"> tig aufgesetzt, während der Pressenstcmpcl mit einem umlaufenden Bund, der als Treiber funktioniert und den Trciberplaiienring trägt, in das Blechpaket einfaßt. Das alles hat sich bewährt, macht es jedoch erforderlich, die Blechpakete aus Blechzuschnitten aufzubauen, wobei regelmäßig mit Blechen besonderer magnetischer Eigenschaften gearbeitet wird, die auch als Dynamobleche beim Bau von Transformatoren üblich sind.Similar to electromagnetic machines, so-called armatures are often implemented in grooves take up the windings and as closed components concentric to the rotor shaft as part of the w Rotor or part of the stator are arranged, is in the high-speed press according to the main application a device for flux concentration is provided. It consists of a plurality of ferromagnetic laminated cores, which on the flat spu f> o lenring are placed equidistantly. These laminated cores also serve as support elements for the flat coil ring on the press frame. In general, the laminated cores are designed and essentially U-shaped on the flat coil ring inverted U-shaped rciterar- *> "> tig put on, during the Pressenstcmpcl with a circumferential collar that works as a driver and the Trciberplaiienring carries, rims in the laminated core. That everything has proven itself, but makes it necessary to build the sheet metal stacks from sheet metal blanks, with She regularly works with sheets of special magnetic properties, also known as dynamo sheets are common in the construction of transformers.

Im übrigen ist es in der Elektrotechnik allgemein üblich. Spulen elektrischer Maschinen und Apparate aus Draht zu wickeln. Dabei handelt es sich um gewickelte Bauteile, die der Stromführung dienen und folglich aus entsprechendem hochleitenden Werkstoff aufgebaut sind. Zur Weiterentwicklung der eingangs beschriebenen Hochgeschwindigkeitspressen haben diese bekannten Maßnahmen bisher nichts beigetragen.Otherwise it is general in electrical engineering common. Winding coils of electrical machines and apparatus from wire. These are coiled Components that are used to conduct electricity and are consequently made of a corresponding highly conductive material are. For the further development of the high-speed presses described above, these have known Measures so far contributed nothing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochgeschwindigkeitspresse zu schaffen, bei der eine Flußkonzentration ohne Blechzuschnitte erreicht wird.The invention has for its object to provide a high-speed press in which one Flux concentration is achieved without sheet metal blanks.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der ferromagnetische Körper als Hohlring aus Drahtwindungen nach Art einer Ringspule aufgebaut ist, die in mehreren Lagen angeordnet sind und mit ihren Windungsebenen im wesentlichen radial verlaufen, und daß der Spalt für den Austritt des Treibers durch einen im wesentlichen axialen Einschnitt oder Ausschnitt der Drahtwitidungen gebildet ist. Wird mit einem Einschnitt gearbeitet, so kann der Spalt für den Durchtritt des Treibers im allgemeinen durch Abbiegen der aufgeschnittenen Drahtwindungen hergestellt werden. — Die Drahtwindungen sind im Rahmen der Erfindung so angeordnet, wie es bei Transduktorspulen üblich ist (vgl. Lueger, Lexikon der Elektrotechnik und Kerntechnik, [1960] S. 526).This object is achieved in that the ferromagnetic body is constructed as a hollow ring made of wire windings in the manner of an annular coil, which are arranged in several layers and with their winding planes run essentially radially, and that the gap for the exit of the driver through an essentially axial Incision or cutout of the wirewidings is formed. If an incision is used, the gap for the driver to pass through can generally be produced by bending the cut wire turns. - In the context of the invention, the wire windings are arranged as is customary with transductor coils (cf. Lueger, Lexikon der Elektrotechnik und Kerntechnik, [1960] p. 526).

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann der Hohlring zusammen mit dem Flachspulenring in ein Pressengehäuse eingesetzt sein, welches mit dem Pressengestell verbunden ist und in dem Pressengestell mit Hilfe eines Gießharzkörpers gelagert sein. Der Gießharzkörper kann durch Umgießen des Hohlringes hergestellt werden. Der Gießharzkörper und die Drahtwindungen können in einer Ebene, die orthogonal zur Bewegung des Treiberplattenringes bzw. des Treibers verläuft, aus montagetechnischen Gründen geteilt sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es. den Treiber in dem Bereich, der am Ende des Arbeitshubes sich im Spalt der Einrichtung zur Flußkonzentration befindet, aus Weicheisen aufzubauen oder mit Weicheisenringen zu versehen, wodurch die treibenden Kräfte am Ende des Arbeitshubes vergrößert werden, wenn aus der Entladung nur noch wenig Energie bezogen wird. Im übrigen können im Rahmen der Erfindung zur Flußkonzcntralion auch sternförmig angeordnete Schnittbandtransformatorkerne verwendet werden.According to a preferred embodiment of the invention, the hollow ring can be used together with the flat coil ring be inserted into a press housing which is connected to the press frame and in the press frame be stored with the help of a cast resin body. The cast resin body can be cast around the hollow ring getting produced. The cast resin body and the wire windings can be in a plane that is orthogonal to move the driver plate ring or the driver runs, for reasons of assembly technology be divided. It is within the scope of the invention. the driver in the area at the end of the working stroke is located in the gap of the device for flux concentration, to be built from soft iron or with soft iron rings to be provided, whereby the driving forces are increased at the end of the working stroke when off only little energy is drawn after the discharge. In addition, within the scope of the invention for Flußkonzcntralion also star-shaped cut ribbon transformer cores can be used.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einer erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitspresse die Einrichtung zur Flußkonzentration nicht mehr in aufwendiger Weise aus Blechzuschnitten aufgebaut werden muß. Vielmehr wird mit Drahtwindungen gearbeitet. Es können daher wickeltechnische Maßnahmen verwirklicht werden, wie sie bei der Herstellung von Spulen gebräuchlich sind und wie sie auch weitgehend automatisch mit modernen 'Vickelmaschinen für Spulen durchgeführt werden können. Das wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer DarstellungThe advantages achieved can be seen in the fact that in a high-speed press according to the invention the device for flux concentration is no longer built up in an expensive manner from sheet metal blanks must become. Rather, wire windings are used. It can therefore take technical winding measures be realized as they are used in the manufacture of coils and how they are can be carried out largely automatically with modern Vickel machines for coils. That will explained in more detail below with reference to a drawing showing an exemplary embodiment. It shows in a schematic representation

Fig. I einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Hochgeschwindigkeitsprcssc,Fig. I is an axial section through a high-speed printer according to the invention,

F i g. 2 ausschnittsweise den Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. I, — bei teilweiseF i g. 2 excerpts from the section in the direction AA through the object according to FIG

entfernter Einrichtung zur Flußkonzentration in vergrößertem Maßstab,remote device for river concentration on an enlarged scale,

F i g. 3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand nach F i g. 1 undF i g. 3 shows the enlarged section B from the object according to FIG. 1 and

F i g. 4 im Maßstab der F i g. 3 den Gegenstand nach F i g. 3 in einer anderen Funktionsstellur.g.F i g. 4 on the scale of FIG. 3 the subject F i g. 3 in another function position g.

Die in den Figuren dargestellte Hochgeschwindigkeitspresse besitzt einen feststehenden Pressentisch 1 und eine Werkstückaufnahme 2 im Pressengestell 3. Zur Presse gehört ein auf- und niederbewegbarer Pressenstempel 4 mit Preßwerkzeug 5. Durch Doppelpfeil ist seine auf- und niedergehende Bewegung angedeutet worden. Zugeordnet ist ein elektrodynamischer Antrieb. Zum elektrodynamischen Antrieb gehört ein im Pressengestell 3 konzentrisch zum Pressenstempel 4 angeordneter, im Ausführungsbeispiel mehrlagiger Flachspulenring 6. Im übrigen weist der Pressenstempel 4 eine zugeordnete Treiberplatte 7 auf, die mit dem Fiachspuleniing 6 wechselwirkt. Der Flachspulenring 6 ist außerdem mit einer ferromagnetische!: Einrichtung zur Flußkonzentralion ausgerüstet. Diese Einrichtung zur Flußkonzentration umfaßt den Flachspulenring 6 sowie die Treiberplatte 7. Sie läßt einen Raum für den Hub H der Treiberplatte 7 frei. Die Treiberplatte 7 ist an einen mit dem Pressenstempel 4 verbundenen Treiber 8 2ϊ angeschlossen, der seinerseits auf der dem Flachspulenring 6 abgewandten Seite aus einem Spalt 9 der Einrichtung zur Flußkonzentration austritt.The high-speed press shown in the figures has a stationary press table 1 and a workpiece holder 2 in the press frame 3. The press includes a press ram 4 with press tool 5 that can be moved up and down. Its up and down movement has been indicated by a double arrow. An electrodynamic drive is assigned. The electrodynamic drive includes a flat coil ring 6, which is arranged in the press frame 3 concentrically to the press ram 4 and is multilayered in the exemplary embodiment. The flat coil ring 6 is also equipped with a ferromagnetic !: device for flux concentration. This device for flux concentration comprises the flat coil ring 6 and the driver plate 7. It leaves a space for the hub H of the driver plate 7 free. The driver plate 7 is connected to a driver 8 2ϊ connected to the press ram 4, which in turn exits on the side facing away from the flat coil ring 6 from a gap 9 of the device for flux concentration.

Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der F i g. 2 bis 4 entnimmt man, daß die Einrichtung zur 3D Flußkonzenlralion als Hohlring 10 aus Drahtwindungen 11 aufgebaut ist. Die Drahtwindungen 11 sind in mehreren Lagen 12a, b... angeordnet, wobei in der Fig. 2 eine erste Lage 12a und die letzte Lage 12* erkennbar ist, die Zwischenlagen aber aus den F i g. 3 !5 und 4 entnommen werden können. Die Drahtwindungen 11 verlaufen mit ihrer Windungsebene im wesentlichen radial. Der Spalt 9 für den Austritt des Treibers 8 ist durch einen im wesentlichen axialen, umfangsmäßig verlaufenden Einschnitt oder Ausschnitt der Drahlwindüngen gebildet, denn dieser Spalt 9 ist ein Ringspalt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Drahtwindungen 11, die gleichsam nach Art einer Transduktorspule angeordnet sind, in ein Pressengehäuse 13 eingesetzt, 4^r> welches mit dem Pressengestell 3 verbunden ist oder Teil des Pressengestells 3 bildet. Sie sind in diesem Pressengehäuse 13 mit Hilfe eines Gießharzkörpers 14 gelagert. Dazu lind die Einrichtungen für die Flußkonzentration mit dem Flachspulenring in das Pressen- V) gehäuse 13 eingesetzt und von dem Gießharz umgössen worden, wobei das Gießharz danach zum Gießharzkörper 14 erhärtete. Aus montagetechnischen Gründen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung dieser Gießharzkörper 14, « ebenso wie die Drahtwindungen 11, in einer Ebene, die orthogonal zur Bewegungsrichtung der Treiberplatte 7 bzw. des Treibers 8 verläuft, geteilt. Die in den F i g. 3 und 4 erkennbaren Stifte 15 und Hülsen 16 dienen der Zentrierung der nach der Teilung einander zugeordneten Bauteile. — Aus der Fig.2 entnimmt man, daß die Drahtwindungen 11 nach Maßgabe der radialen Richtungen ihrer Orientierung in der Einrichtung für die Flußkonzentration gleichsam strahlenförmig auseinanderlaufen. — Der Treiber 8 besitzt in dem Bereich, dei sich am Ende des Arbeitshubes im Bereich des Ringspaltes 9 der Einrichtung zur Flußkonzentration befindet, ein aus Weicheisen bestehendes Zwischenstück 17 oder entsprechende, aufgesetzte Ringe, was die Treibwirkung verbessert. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Trciberpiutte 7 mit dem Treiber 8 unter Zwischenschaltung des Zwischenstückes 17 mittels durch zugeordnete Ausnehmungen 18 hindurehgeführter Spannbolzen 19 verspannt. Zusätzlich sind noch Formschlußausbildungen 20 vorgesehen.In particular from a comparative consideration of FIGS. 2 to 4 it can be seen that the device for 3D Flußkonzenlralion is constructed as a hollow ring 10 made of wire windings 11. The wire windings 11 are arranged in several layers 12a, b . 3! 5 and 4 can be removed. The wire windings 11 run essentially radially with their winding plane. The gap 9 for the exit of the driver 8 is formed by an essentially axial, circumferentially extending incision or cutout of the wire windings, because this gap 9 is an annular gap. In the embodiment and according to the preferred embodiment of the invention, the wire windings 11 which are arranged as it were in the manner of a Transduktorspule, inserted into a press housing 13, 4 ^r> which is connected to the press frame 3, or part of which forms the press frame. 3 They are stored in this press housing 13 with the aid of a cast resin body 14. Lind by the devices for the flux concentration with the flat coils in the ring presses V) housing 13 inserted and has been cast around by the casting resin, the casting resin after hardened cast resin to the fourteenth For assembly reasons, in the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment of the invention, this cast resin body 14, like the wire windings 11, is divided in a plane which runs orthogonally to the direction of movement of the driver plate 7 or driver 8. The in the F i g. 3 and 4 recognizable pins 15 and sleeves 16 are used to center the components assigned to one another after the division. From FIG. 2 it can be seen that the wire windings 11 diverge as it were radially in accordance with the radial directions of their orientation in the device for the flux concentration. - The driver 8 has in the area which is located at the end of the working stroke in the area of the annular gap 9 of the device for flux concentration, an intermediate piece 17 made of soft iron or corresponding, attached rings, which improves the driving effect. In the embodiment shown, the door pin 7 is clamped to the driver 8 with the interposition of the intermediate piece 17 by means of clamping bolts 19 guided through associated recesses 18. In addition, form-fit formations 20 are also provided.

Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei einer erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitspresse die Einrichtung für die Flußkonzentration, ebenso wie der Flachspulenring 6, sehr einfach gefertigt werden können. Die Fertigung geht folgendermaßen vor sich: Zunächst wird der Flachspulenring 6 hergestellt. Im Anschluß daran wird ein Torus hergestellt, auf den der Flachspulenring 6 aufgesetzt werden kann und der den Raum definiert, der für den Hub H der Treiberplatte 7 freibleiben soll. Der Torus besteht zweckmäßigerweise aus einem Material, welches sich nicht mit Gießharz verbindet. Der Flachspulenring kann vollständig eingegossen werden. Im allgemeinen wird man diesen Torus in axialer Richtung etwas langer ausführen, als es für den genannten Raum erforderlich ist. Danach werden der Flachspulenring 6 und dieser Torus zusammengelegt und gegebenenfalls durch ein Band od. dgl. vereinigt. Im Anschluß daran erfolgt der Aufbau der Einrichtung für die Flußkonzentration durch Bewickeln von Flachspulenring 6 plus Torus mit einem ferromagnetische!! Draht aus Weicheisenmaterial mit sehr hoher Flußkonzentration, wie es bei anisotropem, kornorientiertem Dynamowerkstoff üblich ist. Das Wickeln kann mit herkömmlichen Ringtransformatorspulen wickelmaschinen vor sich gehen, kann aber auch manuell durchgeführt werden. Wie man insbesondere in der Fig. 2 erkennt, soll jede Drahtwindung 12 des Hohlringes 10 in der beschriebenen Weise strahlenförmig gewickelt werden, wobei die jeweils nachgeordnete Lage 12 bis 12* um die halbe Drahtbreite versetzt wird, so daß man einen hohen Füllungsgrad erreicht. Daraus ergibt sich übrigens, daß innen die Dicke der Einrichtung zur Flußkonzentration wesentlich größer ausfällt, als außen, was für die Flußkonzentration und für die Einwirkung des Flusses auf die Treiberplatte 7 und den Treiber 8 vorteilhaft ist. Wird in mehreren Lagen gewickelt, so können die Drahtwindungen von Lage zu Lage gleichsam auf Lücke angeordnet sein. Nach Herstellung der Einrichtung für die Flußkonzentration erfolgt das Vergießen, was beispielsweise wie üblich in einem Vakuumofen unter Verwendung eines aushärtbaren Gießharzes durchgeführt wird.Of particular advantage is the fact that in a high-speed press according to the invention the device for the flux concentration, as well as the flat coil ring 6, can be manufactured very easily. The production proceeds as follows: First, the flat coil ring 6 is produced. A torus is then produced on which the flat coil ring 6 can be placed and which defines the space that is to remain free for the stroke H of the driver plate 7. The torus is expediently made of a material that does not bond with cast resin. The flat coil ring can be completely cast in. In general, this torus will be made somewhat longer in the axial direction than is required for the space mentioned. Then the flat coil ring 6 and this torus are put together and, if necessary, united by a band or the like. This is followed by the construction of the device for the flux concentration by winding flat coil ring 6 plus torus with a ferromagnetic !! Wire made of soft iron material with a very high flux concentration, as is usual with anisotropic, grain-oriented dynamo material. Winding can be done with conventional toroidal transformer coil winding machines, but it can also be done manually. As can be seen in particular in FIG. 2, each wire turn 12 of the hollow ring 10 is to be wound radially in the manner described, the respective downstream layer 12 to 12 * being offset by half the wire width, so that a high degree of filling is achieved. Incidentally, this means that the thickness of the device for flux concentration turns out to be significantly greater on the inside than on the outside, which is advantageous for the flux concentration and for the action of the flux on the driver plate 7 and the driver 8. If several layers are wound, the wire windings can be arranged in a gap from layer to layer, as it were. After the device for the flux concentration has been produced, it is cast, which is carried out, for example, as usual in a vacuum furnace using a curable casting resin.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1.High-speed press with fixed press table and workpiece holder in the press frame, up and down movable press ram with press tool and electrodynamic drive, wherein the electrodynamic drive is concentric to the press ram in the press frame arranged, single-layer or multi-layer flat to coil ring and the press ram an associated one Have driver plate ring and the flux concentration ferromagnetic body the flat coil ring as well as the driver plate ring leaving a space for movement for the hub of the driver plate ring, which is attached to a driver connected to the press ram is connected, which a spy of the electromagnetic Body reaches through, according to patent application P 28 45 935.0-14, characterized in that that the ferromagnetic body as a hollow ring (10) made of wire windings (11) according to Art a ring coil is applied, which are arranged in several layers and with their winding planes essentially run radially and that the gap (9) for the exit of the driver (8) through a

substantially axial incision or cutout of the wire windings (11) is formed.

2. High-speed press according to claim 1, characterized in that the hollow ring (10) «> is used together with the flat coil ring (6) in a press housing (13), which with the Press frame (3) is connected, and in the press housing (13) with the aid of a cast resin body (14) is stored. Yy

3. High-speed press according to claim 1 or 2, characterized in that the cast resin body (14) and the wire turns (II) in a plane which is orthogonal to the direction of movement of the Driver plate ring (7) or the driver (8) w runs, are divided.

4. High-speed press according to one of claims 1 to 3, characterized in that the driver (8) in the area which is at the end of the working stroke in the gap (9) of the hollow ring (10) * ϊ consists of soft iron or with soft iron is occupied.