DE74442C - Verfahren und Maschine zur Herstellung von Ringankerkernen aus Bandeisen mit seitlichen, die Wicklungsräume bildenden Einser.kungen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

rf

KLASSE

: Mechanische Metallbearbeitung.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ringankerkernen, wie sie für Dynamomaschinen, Transformatoren und dergleichen benutzt werden, aus Bandeisen. Insbesondere ermöglicht das neue Verfahren die billige Ausführung von Ringankerkernen der in der Regel als Brush-Typus bezeichneten Gattung, bei denen der aus flach an einander liegenden Bandeisenwindungen aufgewickelte Ringkern an den Stirnflächen vorspringende Kernansätze aufweist, welche sich schichtenweise aus Ansätzen der einzelnen Bandeisenlagen ergeben, und zwischen welchen mehr oder weniger radiale Einsenkungen als Wicklungsräume ausgespart sind. Die 'Erzeugung dieser Aussparungen gleichzeitig mit der Bandeisenaufwicklung kennzeichnet das neue Verfahren, welches auf alle aus Bandeisen in fortlaufender Schicht gefertigten Ringkerne, welche von der Mitte nach aufsen durchgehende, gewöhnlich seitliche Aussparungen aufweisen sollen, anwendbar ist.

Zum Aufbau solcher Kerne verfährt man nach der Erfindung folgendermafsen: An einer horizontalen Welle, welche durch ein Fortschaltgetriebe (Schaltklinke und Schaltrad oder dergleichen) eine absatzweise Drehung in einer Richtung erhält, wird der Formkern oder seitliche Führungen bildende Schablonenkern befestigt, der auch bei der gewöhnlichen Aufwicklung von Bandeisen zu dem Zwecke der Ringkernherstellung (ohne gleichzeitige Bildung der Radialaussparungen) benutzt wird. Das Bandeisen ■ von der Gesammtaufwicklung entsprechender Länge wird mit seinem einen Ende an dem Umfange des Schablonenkernes festgelegt und alsdann an diesem mit sich gegenseitig überdeckenden Windungsschichten aufgewickelt, während es beim Aufwicklungsfortgange unter einer Ausschneide- oder Ausstanzvorrichtung vorbeigeht, durch welche an den Bandrändern Ausschnitte oder Löcher der Reihe nach herausgearbeitet werden. Da nun dem Verfahrenszwecke gemäfs diese Ausschnitte an dem vollendeten Kern über einander passen sollen, ist ersichtlich, dafs in dem Mafse, wie der Durchmesser während der Aufwicklung gröfser wird, auch die lineare Entfernung zwischen den Ausschnitten, um mit jener .Durchmesserzunahme Schritt zu halten, vergröfsert werden mufs.

Wenn man, anstatt den Durchzug des Bandes sich mit gleichförmig linearer Vorschubbewegung vollziehen zu lassen, die Welle mit Kern periodisch eine Theildrehung um einen bestimmten Winkel ausführen läfst, so bedingt dies von selbst eine zunehmende Verlängerung der Abstände zwischen den auf einander folgenden Ausschnitten, die proportional ist zur jeweiligen Gröfse des Durchmessers des aufgewickelten Kernes. Sofern unter diesen Umständen der Punkt, bei welchem das sich aufwickelnde Band zuerst zur Berührung am Kern kommt, und welcher als Tangentpunkt bezeichnet werden soll, zugleich derjenige Punkt ist, an welchem die jedesmalige Ausstanzung

vollzogen wird, so ist eine weitere Regelung nicht nothwendig, und die durchgehenden Ausschnitte am fertig gewickelten Kern werden genau radial.

Eine auf diesem Princip beruhende Ausführungsform einer Maschine ist in Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Welle S, deren beiderseitige Lagerböcke in verticalen Führungen gleiten, um nach Mafsgabe der Durchmesserzunahme des Kernes R gehoben werden zu können, wird mittelst eines unterbrochen wirkenden Schaltgetriebes gedreht, so zwar, dafs bei jeder Bewegung eine Theildrehung um den Winkel stattfindet, welcher von den radialen Richtungslinien je zweier benachbarten Wickelraum-Aussparungen eingeschlossen wird. Jedesmal am Ende dieser Bewegung läfst man das Stanzwerkzeug wirken. In dem dargestellten Falle, wo das Werkzeug unterhalb der Welle vom Innern des Kernes nach aufsen den wirksamen Hub ausführt, wird der Ausschnitt jedesmal beim Niedergange des Werkzeugträgers erzeugt; das Werkzeug geht alsdann genügend weit empor, um aus den Bereich aller Windungen zu treten, die bereits in gehöriger Lage sind, und wird in solcher Hubstellung festgehalten, bis der Kern von neuem eine Theildrehung um das dem Winkelabstand entsprechende Mafs erfährt, wonach sich die Vorgänge in der gleichen Weise wiederholen. Es ist selbstverständlich, dafs die Zahl der auf eine volle Umdrehung entfallenden Theildrehungen gleich ist der Zahl der am beiderseitigen Stirnflächenumfange herzustellenden Einsenkungen.

Als Mittel, die Theildrehung zu veranlassen, ist bei der dargestellten Maschine (Fig. 7 und 8) eine Schnecke im Eingriff mit dem Schneckenrad W der Welle 5 angewendet, während ein bei P, Fig. 7, angedeutetes Schaltwerk mit Schaltrad und Klinke den absetzend wirkenden Antrieb vermittelt, wobei die Klinkenbethätigung von der Pressenwelle ausgehen kann. Die Werkzeuge T T sind an dem gabelförmigen Träger- oder Schiebebock H befestigt, welcher unter dem Angriff eines Lenkers, der mit der Kurbel der unten gelagerten Triebwelle verbunden ist, eine auf- und abwärts gerichtete Bewegung erhält. Wie schon bemerkt, erfolgt das Ausstanzen der Ausschnitte jedesmal bei dem Niedergange der Werkzeuge oder dem nach aufsen gerichteten Hube derselben, wobei die Werkzeuge jenseits - der die Lochung erfahrenden, zuletzt aufgewickelten Bandeisenwindung mit den Matrizen zusammentreten. Da fortlaufend Windungslagen zu dem Kern hinzukommen, mufs der Hub der Stanzwerkzeuge vergröfsert werden, damit der Durchstofs und die gehörige Heraushebung aus den fertig gebildeten Einsenkungen ermöglicht wird. Die die Werkzeugbethätigung vermittelnde Welle mit Kurbelzapfen trägt das Schwungrad F und ist mit der gewöhnlichen Antriebkupplung ausgerüstet.

Mit der beschriebenen Maschine können nur Ringkernaussparungen erzeugt werden, die radial verlaufen und nach den Stirnflächen hin offen sind. Da sich die Anwendbarkeit dieser Maschine somit auf wenige Ringkern-Typen beschränkt, wird vorzugsweise zur Herstellung weit von einander verschiedener Ringkern-Typen die Maschine folgender abgeänderten Art benutzt. Hierbei ist die Entfernung am Aufwickelbande zwischen Werkzeugpunkt und Tangentpunkt gröfser als Null gemacht. Der Einflufs, den ein derartiger Abstand hat, ist naturgemäfs der, dafs die Achsen der Ringkernaussparungen eine Krümmung aus der Radialrichtung erfahren, und zwar mit Abweichung in der Richtung, nach welcher der Ringkern gedreht wird. Dieser Einflufs wird indessen aufgehoben und die Entstehung gekrümmter Einsenkungen mithin vermieden, wenn man den Abstand gleichförmig ändert, während sich der Ringkern aufbaut.

Als Mittel dieser Aenderung der Uebergangslänge, gemessen Ausschneidepunkt zum Tangentpunkt, einzurichten, ergiebt sich die Führung des Eisenbandes über Leitrollen, die so angeordnet bezw. beweglich gelagert sind, dafs man sie mit veränderlichem Abstand gegen einander einstellen kann, ohne dafs der Durchzug über die Rollen beeinträchtigt wird. Fig. 5 veranschaulicht die allgemeine Anordnung einer derartigen Maschine.

Das Band S wird von der Haspeltrommel B, an welcher eine Bremsvorrichtung anzunehmen ist, abgezogen und gelangt durch einen ausgesparten Führungskanal am Gestell der Presse P bei D quer in die Bahn der Stanzwerkzeuge. Indem das Band ferner um die Rollen R des einstellbaren Rollenzuges herumgeführt wird, spannt es sich auf den Umfang des aufwickelnden Ringes und bildet unter Aufwicklung hier den Ringkern A. Der einstellbare Rollenzug, ebenso wie der Kernring, erhalten schrittweise Bewegung durch Schaltgetriebe mit absetzend wirkenden Klinken und Schalträdern dann, wenn das Stanzwerkzeug in seiner Hublage ist, übrigens unter Ableitung der Bewegung von der Drehung der Betriebswelle für die Stanzpresse.

Die Anordnung einer Regelungsvorrichtung für den eine veränderliche Uebergangsentfernung des Bandes einrichtenden Rollenzug ist in Fig. 6 veranschaulicht. Der obere Schenkel der Schwingkulisse, welche in Fig. 5 ersichtlich ist und ihren Antrieb mittelst einer Schubstange von einem Excenter der der Stanze zugehörigen Betriebswelle aufnimmt, überträgt seine Bewegung an eine Klinke, welche die schrittweise Fortdrehung eines in Fig. 6 ersieht-

lichen Schaltrades veranlafst. Auf der Spindel dieses Rades, oder in Verbindung mit demselben, ist ein Zahntrieb angeordnet, der im Eingriff mit einem Stirnzahnrade ist. Mit diesem Stirnzahnrade drehen sich zwei Zahnradkränze, von denen je der eine in Antriebseingriff mit einer von zwei Zahnstangen ist, die als Stellorgane Theile der vertical verschieb baren Rollenträger oder Schlitten sind. Die Theilungshalbmesser genannter Zahnkränze oder Zahntriebe sind so bemessen, dafs die rechts gelegene Zahnstange sich etwas schneller senkt, als die linke sich hebt, \vodurch ein gleiches Bewegungsverhältnifs für die rechts und links gelegene Bandrolle erhalten wird. Die thatsächliche Verlängerung, welche die Länge des Bandes, gemessen von dem Werkzeugpunkt bis zu dem Tangentpunkt, durch eine solche Rollenbewegung erfahren mufs, hängt naturgemäfs von der Anfangslänge dieser Strecke ab, mit welcher das Aufwickeln begonnen wird, und von den inneren und äufseren Durchmessern des Ringankerkernes.

Bei den vorherbeschriebenen Maschineneinrichtungen ist angenommen worden, dafs die der Stanzpresse zugehörige Welle unmittelbar durch einen Riemen den Antrieb erhält, und dafs der Antrieb zur zeitweise absetzenden Drehung des Kernes mittelbar von der Antriebsvorrichtung der Stanzwelle erfolgt. In manchen Fällen ist es indessen zweckmäfsiger, wenn der Kern den directen Antrieb mit schrittweiser Fortschaltung erfährt und dann die Betriebsvorrichtung der Werkzeuge in Bewegungsabhängigkeit von jener Antriebsvorrichtung angeordnet wird. Zur Verwirklichung dieses Ausführungsprincips kann man eine jedesmal nach Drehung durch einen bestimmten Winkelraum wirksame Anlaufscheibe oder Theilscheibe verwenden, die mit Kerben an ihrem Umfange, entsprechend der Anzahl der Radialaussparungen am fertigen Ankerkern, versehen ist und sich mit der Kernwelle dreht. Ein Stellhebel ist derart am Umfange der Scheibe anzuordnen, dafs er jedesmal dann, wenn sich der Kern um den gehörigen Winkelabstand gedreht hat, in eine der Kerben einfällt und durch seine Bewegung Veranlassung ist, dafs unter Vermittelung einer mit ihm verbundenen , zeitweise einrückbaren Betriebskupplung die der Stanzpresse zugehörige Welle für einen einmaligen Stanzvorgang gedreht wird. Nachdem die Werkzeuge in einem Hube die Arbeitswirkung geleistet haben, kehren sie in die zur Wiederholung des Vorganges bereite Hubgrenze bezw. Stillstandlage zurück, wie dies bei Stanzmaschinen mit selbsttätigem Antrieb gebräuchlich ist.

An Stelle einer solchen Scheibe mit Kerbentheilung kann ein Zahnräderpaar angewendet werden, wobei durch entsprechende Bestimmung des Durchmessers des mit dem Kern gedrehten Zahnrades in Beziehung zu dem die Drehung aufnehmenden Zahntriebe letzterer eine volle Umdrehung bei jeder Theildrehung des Kernes auszuführen veranlafst wird. Ein mit dem Zahntriebe verbundenes Excenter oder eine Kurbel an demselben bethätigt dann im Hin- und Hergange eine Stellstange oder einen Stellhebel und mittelbar eine Kupplungs-Einrückvorrichtung für die Stanzpresse, ähnlich wie dies vorher beschrieben ist.

Wenn die Zahl der an dem Ankerkern vorzusehenden Radialaussparungen grofs ist, kann es zweckmäfsig sein, die Ausschnitte gruppenweise oder zwei oder drei Ausschnitte gleichzeitig herzustellen. Zu diesem Zwecke müfste der Werkzeugträger der Stanze beiderseits einen Satz von zwei oder drei Stanzstempeln tragen, die an Stelle eines einzelnen Stempels wirken. Bei jedem Arbeitshube würde somit eine entsprechende Anzahl von Ausschnitten gleichzeitig hergestellt, die In- bezw. Aneinanderschliefsung beim Aufwickeln die Entstehung von je drei einer Radialrichtung parallelen Ankerkern-Einsenkungen bedingen. Von diesen Einsenkungsgruppen sind unter diesen Umständen dann nur Y₂ oder Y₃ so viel erforderlich, als die Gesammtzahl der Einzeleinsenkungen beträgt. Das Erzeugnifs dieses Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Ebenfalls zur Zeit- und Arbeitsersparnifs kann es dienen, wenn man die Aufwicklung und das Ausstanzen nicht bei einem einfachen Eisenbande, sondern einem mehrfach (zwei- und dreifach) zusammengelegten sich vollziehen läfst. In allen Fällen ist für Einführung von Isolirmaterial zwischen die Lagen oder Windungsschichten zu sorgen. Zu dem Zwecke, dem Kernringe mehr Steifigkeit zu verleihen, kann das Band, aus welchem der Ring besteht, gewellt oder mit einer ein gewalzten Längsrippe versehen werden, wie in Fig. 7 beim Kernring R dargestellt, oder es können die gesondert entstehenden Ausschnitte mit Kremprändern derart gebildet werden, dafs sie beim Aufwickeln zusammenschliefsend mit einander in Eingriff kommen.

In Fig. ι bis 4 sind die gangbaren Formen oder Typen von Kernringen, die nach dem neuen Verfahren herzustellen sind, veranschaulicht. Die combinirte Stanz- und Aufwickelmaschine nach Fig. 5 ermöglicht es, alle Formen von Kernringen herzustellen, während die Maschine nach Fig. 7 und 8 mit unter Hubänderung der Kernwelle wirksamer Aufwicklung als anwendbar für die dargestellten Kernringtypen, mit Ausnahme der in Fig. 4 dargestellten, zu gellen hat. Bei den Ringtypen gemäfs Fig. 4 sind nämlich die radial durchgehenden Aussparungen als vollständig unter die seitliche Oberfläche verlegt ange nommen.

Fig. ι der Zeichnung stellt den Kern des Ringes einer gewöhnlichen Brush-Maschine dar; die daneben abgebildeten Bandstücke A und B des zur Aufwicklung verwendeten Eisenbandes kennzeichnen die Anordnung der Ausschnitte an der äufseren Windung einerseits und der inneren Windung andererseits. Fig. 2 stellt einen Ring nebst einem zugehörigen inneren und äufseren Bandstück dar, bei welchem die Ankerdrähte mehr oder weniger in dem Eisen eingebettet liegen; dies ist vollständig der Fall bei Ringtypen mit einem Bandeisen, welches, wie Fig. 4 zeigt, ausgeschnitten oder gelocht ist. Es wird schliefslich bemerkt, dafs sich die Erfindung lediglich auf die Methode der Herstellung der Ringkern-Aussparungen und die zur Ausführung derselben dienenden Einrichtungen bezieht, nicht aber auf bestimmte Ausführungstypen von Ankerkernen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   Verfahren zur Herstellung von Ringankerkernen aus Bandeisen mit seitlichen, die Wicklungsräume bildenden Einsenkungen, dadurch gekennzeichnet, dafs das zusammenhängende, mit auf einander liegenden Windungen zum Ringe aufzuwickelnde Eisenband am Rande mit Ausschnitten versehen wird, die zur Bildung der durchgehenden Einsenkungen des Ringankerkernes zusammenpassen.
2. 2. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1., bestehend aus einer Vorrichtung zum Aufwickeln des Eisenbandes auf einen Schablonenkern in Absätzen, deren Strecken der sich vergröfsernden Entfernung der zu erzeugenden Ausschnitte entsprechen, in Verbindung mit einer Stanzvorrichtung, deren Werkzeuge nach jedem Aufwicklungsvorgang an der Aufwicklungsstelle des Bandes jene Ausschnitte herstellen.
3. 3. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1., bestehend aus einer Vorrichtung zum Aufwickeln des Eisenbandes auf einen Schablonenkern in Absätzen, deren Strecken der sich vergröfsernden Entfernung der zu erzeugenden Ausschnitte entsprechen, in Verbindung mit einer Stanzvorrichtung, deren Werkzeuge nach jedem Aufwicklungsvorgang bereits vor der Aufwicklungsstelle des Bandes jene Ausschnitte herstellen, während durch Einschaltung von in ihrem Abstand selbsttätig veränderlichen, das Band führenden Rollen die jeweilige zwischen der Aufwicklungsund der Ausschneidestelle liegende Bandstrecke so geändert wird, dafs die Ausschnitte nach der Aufwicklung radiale Einsenkungen ergeben.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.