DE2950360A1 - Verfahren zur befestigung von kurzschlussringen bei schaltmagneten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Befestigung von Kurzschlußringen
• bei Schaltmagneten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Kurzschlußringen bei Schaltmagneten aus massivem oder lamelliertem Eisen durch Anschweißen an den Kern bzw. Anker.
• An Kurzschlußringe unS ihre Befestigung in Schaltmagneten wOrden vielfältige und äußerst hohe Ansprüche gestellt. Die Anforderungen führen zum Teil zu widersprüchlichen Konsequenzen; so wird beispielsweise die gewünschte hohe elektrische Leitfähigkeit durch weiches Kupfermaterial erfüllt, aber die Forderung nach Bruchfestigkeit angesichts von Schalt zahlen von über 30 Millionen läßt sich am besten durch ein zähes bzw. hartes Material erfüllen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Anwendung des berührungslosen Laser-Schweißverfahrens.
• Der besondere Vorteil in der Anwendung des Laserschweißens für die Verbindung des Kurzschlußringes mit dem Schaltmagneten liegt darin, daß der Schweißvorgang berührungslos durchgeführt wird, Der leichte, zierliche Kurzschlußring braucht nur in die dafür vorgesehene Nut bzw. Nuten eingelegt zu werden. Das Verschweißen selbst erfolgt dann mittels eines in die Nut gerichteten Laserstrahles, der dort punktweise oder längs einer Naht den Ring mit innenliegenden Bereichen des Magnetkernes bzw. innenliegenden Lamellen verschweißt.
• Die Laserschweißtechnik erlaubt eine örtlich überaus präzise, genau begrenzte Wårmeeinwirkung, mit der feste Schweißverbindungen unter Vermeidung von örtlichen thermischen t;berbelastungen ausgeführt werden können. Eine thermische Uberbeanspruchung beispielsweise der zwischen Eisenlamellen liegenden Materialschichten ist hierbei ausgeschlossen. Außer diesem günstigen thermischen Verhalten bietet die Erfindung noch den Vorteil, daß besondere Vorrichtungen zur Handhabung der sehr unterschiedlichen, miteinander zu verschweißenden Teile entfallen. Die normalerweise beim Schweißen bestehende Gefahr, daß der Ring durch beim Schweißvorgang auftretende Kräfte verrutscht, besteht beim berührungslosen Laserschweißen nicht. Positioniereinrichtungen und Steuerungen zum Ein- Entsprechend kritisch ist die Befestigung der Kurzschlußringe im Schaltmagneten. So hat man schon vielfältig versucht, durch Schweißen oder Hartlöten (DE-AS 13 00 610, DE-OS 26 21 562) die Kurzschlußringe zu befestigen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß infolge der mit dem herkömmlichen Schweißen oder Hartlöten verbundenen starken Wärmebeanspruchung eine Versprödung des Materials eintritt, die Anlaß eines vorzeitigen Bruches der Löt- oder Schweißstelle sein kann. Zudem ist bei der Anwendung der herkömmlichen Schweißverfahren besonders kritisch, daß die Kurzschlußringe vor und während des Schweißvorganges in besondere Vorrichtungen eingespannt und gehalten werden müssen. Die in der Regel kleinen Abmessungen der ringe stellen darüber hinaus hohe Anforderungen an die Präzision der Schweißeinrichtung. Aus diesen Gründen, die sich bei Serienfertigung in erheblichen Kosten niederschlagen, haben Schaltmagnete mit eingeschweißten Kurzschlußringen in der Praxis keinen Eingang gefunden. Vielmehr sind bei denhandelsüblichen Schaltmagneten die Kurzschlußringe eingeklemmt oder mechanisch verstemmt oder durch Klammerfedern gehalten. Der hierfür erforderliche Aufwand an Arbeit und an Material ist Jedoch erheblich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gerade im Hinblick auf die Serienfertigung geeignetes Verfahren für die Befestigung der Kurzschlußringe anzugeben, bei dem die Bearbeitungskosten gering sind und das eine ausgezeichnete Produktqualität gewährleistet.
• bringen des Schaltmagneten mit eingelegtem Kurzschlußring in den Bereich des Laserstrahles und zum Auslösen des Schweißimpulses sind auf sehr einfache eise für das Verfahren nach der Erfindung herzustellen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden bei gestanzten Kurzschlußringen wie auch bei Kurzschlußringen, die aus einem Drahtstück gebogen sind. Im letzteren Falle wird in Ausgestaltung der Erfindung auch das Zusammenschweißen der Drahtstückenden nach Einlegen des Drahtstückes in die Polflächennut mittels Laserschweißung durchgeführt. Hierbei kann die Verschweißungsstelle für die Drahtenden entweder außerhalb oder vorzugsweise innerhalb der Nuten liegen, wobei im letzteren Falle die Drahtenden zugleich mit dem Magneteisen verschweißt werden.
• Das Verfahren nach der Erfindung kann, besonders vorteilhaft für große Serien, auch vollautomatisiert werden. Werden die Magnetkerne hintereinander auf ein Förderband aufgereiht, so kann in einer ersten Bearbeitungsstation durch einen Handhabungsautomaten der Kurzschlußring eingelegt werden.
• In einer zweiten Bearbeitungsstation erfolgen der oder die Laserschweißvorgänge, die automatisch im Takt des Förderbandes ausgelöst werden.
• Durch das xaserschweißverfahren nach der Erfindung wird noch eine weitere Ausführungsart für die Anbringung des Kurzschlußringes am Schaltmagnet ermöglicht. Hierbei wird ein U-förmig gebogener Draht seitlich in die Nuten des Schaltmagneten eingeführt, dort formschlüssig gehalten und auf der anderen Seite des Magneten durch Biegen eines oder beider Schenkel zu einem Ring geschlossen und abschließend durch Laserstrahlung an den Enden verschweißt.
• Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen E-förmigen Schaltmagneten, in dessen beiden äußeren Polflächen Je ein gestanzter Eurzschlußring nach dem Verfahren gemäß der Erfindung befestigt ist, Fig. 2 eine Draufsicht auf die linke Polfläche nach Fig. 1, Fig. 3, 4, 5 und 6 Je eine weitere Ausführungsart für die Verschweißung des Kurzschlußringes am Schaltmagnet und Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Schaltmagneten 1, dessen Folfläche mit einer Quernut 2 und einer hierzu parallelen Eckausnehmung 3 versehen ist. In die Nut 2 und die ckausnehmung 3 ist ein gestanzter Kurzschlußring 4 eingelegt, der an drei, gleichmäßig über die Nut 2 verteilten Stellen 5 und im Bereich der Ecknut 3 an der Stelle 6 durch Laserstrahlung mit innenliegenden Lamellen des Magneten verschweißt ist.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Ring 4 durch Schweißnähte 7, 8 an die von ihm eingefaßten Schnittseiten der Magnetlamellen über nahezu die gesamte Längserstreckung von Nut und Eckausnehmung hinweg angeschweißt.
• Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Polfläche des Schaltmagneten mit zwei parallelen Nuten 9, 10 versehen, in die ein aus einem Drahtstück 11 bestehender Kurzschlußring eingelegt ist. Die Enden des Drahtstückes 11 liegen hier außerhalb der Nuten 9 und 10 und sind dort an der Verschweißungsstelle 12 ebenfalls durch Anwendung der Laserschweißung miteinander fest verbunden. Innerhalb der Nuten 9 und 10 ist das Drahtstück 11 an den Punkten 13, 14 am.Magnet angeschweißt.
• Fig. 5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel einen Magnetpol mit Eurzschlußring, der ebenfalls aus einem Drahtstück 11 besteht, bei dem jedoch die Verschweißungsstelle 15 für die Drahtenden innerhalb der Nut 9 liegt. An dieser Verschweißungsstelle 15 ist zugleich eine Verbindung mit dem Eisen des Schaltmagneten hergestellt.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 ist der Magnet im Bereich seiner Polflächen mit hinterschnittenen Nuten 17, 18 versehen, in die von einer Seite aus ein U-förmig gebogenes Drahtstück 19 eingesteckt ist. Am anderen Ende ist der Schenkel 20 des Drahtstückes umgebogen und an der Stelle 21 mit dem anderen Schenkel fest verschweißt.
• Der so bereits formschlüssig gehaltene Kurzschlußring kann selbstverständlich durch die nach oben hin offenen Nuten 17, 18 hindurch an weiteren Stellen mit innehliegenden Magnetlamellen verschweißt werden.
• Leerseite

Claims (1)

1. Patentansprüche .1. Verfahren zum Befestigen von Kurzschlußringen bei Schaltmagneten aus massivem oder lamelliertem Eisen durch Anschweißen an den Kern bzw. Anker, gekennzeichnet durch die Anwendung des berührungslosen Laser-Schweißverfahrens 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Befestigung eines in Polflächennuten eingelegten Kurzschlußringes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4) innerhalb der Nuten (2, 3, 9, 10) durch mehrere punktförmige Schweißungen oder eine nahtförmige Schweißung (5, 6, 7, 8, 13, 14) mittels im wesentlichen senkrecht zur Polfläche gerichteter Laserstrahlung am Magneteisen (1) festgeschweißt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 unter Verwendung eines zum Ring gebogenen und an seinen Enden zusammenzuschweißenden Drahtstückes, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenschweißen der Enden des Drahtstückes (11) ebenfalls durch Laserschweißung nach Einlegen des Drahtstückes in die Polflächennuten (9, 10) erfolgt.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißungsstelle (12) für die Drahtenden außerhalb der Nuten (9, 10) gelegt wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißungsstelle (15) für die Drahtenden in die Nuten (9, 10) gelegt wird und die Drahtenden zugleich mit dem Magneteisen (1) verschweißt werden.

   6. Anwendung des Laser-chweißverfahrens zum Verschweißen eines Kurzschlußringes, der aus einem U-förmig gebogenen Drahtstück (19) gebildet ist, welches zunächst seitlich in zwei hinterschnittene Nuten (17, 18) des Magneten eingeführt, dort formschlüssig gehalten, auf der anderen Seite des Magneten durch Biegen eines oder beider Schenkel (20, 21) zum Ring geschlossen und abschließend an seinen Enden zusammengeschweißt wird.