DE929534C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnetostriktionsschwingern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnetostriktionsschwingern

  l@ü r- die Herstellung von 'Iagnetostriktions-

  sch«-illgern, die aus zu einem Paket verbundenen.

  aufeinander gescllic'hteten Blechlamellen geeigneter

  Form bestehen, sind verschiedeile Herstellungsver-

  fahreri bekannt. Das fertige Paket muß eine fest-

  gelegte Resonanzfrequenz haben und eine glatte

  Strahltliiche aufweisen. -Nach einem der bekannten

  erfahren we:-den die Bleche durch B2tkelisieren zu

  eineue Block verbunden, @@-obei das Paket mittels

  durch Bohrtnigen der Bleche hindurch getriebener

  Bolzen 1>esoliders sicher zusammengehalten «-erden

  k;tnn. Bei dieser Art des Aufbaues «-erden die

  SchwingungseigenschaftenderBleche in unberechen-

  barer Weise beeinflul3t, da das Bakelisieren und die

  Bolzenverbindung sieh niemals mit gleichbleibender

  Wirkung bewerkstel1,igen lassen. Aus diesem Grund

  ist es erforderlich, die Strahlfläche des Se'h-,vinger-

  blocks abzuschleifen, und zwar unter mehrfacher

  'Zachpriifung der Resonanzfrequenz, um letztere

  auf ihren Sollwert einzustellen. Dieses Abschleifen

  ist meist auch erforderlich, um eine glatte Strahl-

  fläche zu erhalten. Die in üblicher Weise mit

  Stempel und 'Matrize geschnittenen Bleche fallen

  nämlich mit zunehmender Abnutzung der Sc9lnitt-

  werkzeuge ctwas verschieden aus, und die Grat-

  bildung nimmt zu. Wenn 'Iagnetostriktions-

  schwinger laufend in großer Zähl. unter Wahrung der Austauschbarkeit herzustellen sind, erweist sich das geschilderte Verfahren als recht umständlich und zeitraubend.
• ach einem anderen Verfahren «erden zur Herstellung des Sinwingerblocks die Bleche ohne ein Bindemittel einfach aufeinander geschichtet und z. B. durch eine geringe Spannkraft ausübende Schraubbolzen zusammengehalten. Diese Art der Halterung hat den Vorteil, die SChwingungseigensc'liafteti der Bleche nicht zu verändern. Da keine Nacharbeit erfolgen soll, müssen die eine bestimmte Resonanzfrequenz sicherstellenden Abmessungen der Bleche mit großer Genauigkeit eingehalten «-erden. Auch zur Erzielung einer glatten Oberfläche des Paketes ist dieses notwendig. Diese Forderung ist bei der bisherigen Herstellungsweise der Bleche nur schwer zu erfüllen. Man hat daher auch schon zu dem Hilfsmittel: gegriffen, eine Auswali,l unter den hergestellten und bezüglich ihrer Frequenz mehr oder wenig stark voneinander abweichenden Schwingerblechen zu treffen oder nach Herstellung einer großen Stückzahl diL Bleche unregehnäß zu mischen. Die vorhandenen Fabrikationsiehler werden hierdurch nicht beseitigt, sondern nur in ihrer Auswirkung abgeschwächt. Die für so hergestellte Schwingerblöcke bekannten Halterungen schließen eine gegenseitige Verschiebung der Bleche, wodurch die Stran.lfläclre uneben wird, nicht mit Sicherheit aus. Es ist an sich auch ein Z-erahre:i zum Schneiden dünner Bleche mit Gummi bekanntgeworden, das aber für die Herstellung von Blechen für Magnetostriktionsschwin.ger noch keine Anwendung gefunden hat.
• Erfindungsgemäß werden die zur Herstellung von Magnetostriktionsschwingern durch einfaches Aufeinanderschi.chten bestimmten Blechlamellen in an sich bekannter Weise nach dem Gummi,schneidverfahren, mit Hilfe eines Gummistanzwerkzeugs, z. B. eines Gummikissens, unter Anwendung starrer Hubbegrenzungen für das Gummik,i,ssen im Bereich der Sc'hnittfläc'hen, aus einem Blechstreifen ausgestanzt, mit Hilfe von lediglich führenden Formbestandteilen, z. B. Vorsprüngen oder Durchbr@ihungen der Bleche, in einer gemeinsamen Halterung genau miteinander zur Deckung gebracht und nach einfaches- Aufeinanderschichtung durch nur geringe Spannkräfte ausübende Mittel. z. B. ausreichende Toleranz in den Führungslöchern aufiveisende Schraubbolzen oder überGummizu-ischenlagen wirkende Prellplatten, zusammengehalten und in ihrer Lage gesichert. Zweckmäßig, aber nicht notwen@@ig. «-erden die Lamellen beim Ausstanzen mit einer unsvnimetrisch zu ihrer Mittellinie an--.,ordneten llarlze versehen. Beim Aufeinanderschichten der Bleche in der Halterung werden diese Marken, vorzugsweise zwangsläufig durch entsprechende Ausbi@ld'ung der Halterung, miteinander zur Deckung gebracht. Dadurch ist auch bei Vorliegen g,jringer Unsymmetrien der Blechform eine ullenaue Decku.iig der Bleche und die Erzielung einer glatten Oberfläche gewährleistet. Das Versehen von auf andere Weise 'leergestellten Scnwinge-rblechen mit zur Mittellinie unsymmetrischen -Marken ist bekannt.
• Durch die gleichzeitige Anwendung der angegebenen Maßnahmen i-st ein Verfahren geschaffen, durch das es ohne zusätzliche Arbeitsgänge und ohne besondere Sorgfalt in der Herstellung und Auswahl der Bleche möglich i-st, Magnetostriktionsschwinger in großer Zahl mit im voraus festgeleg te_-Resonanzfrequenz und gleichzeitig gleichmäßig glatter Oberfläche zu erhalten. Das Ausstanzen mit Hilfe eines Gu@ininilzissens hat dien Vorteil, dai;i durch den dabei auf die ganze Blechfläche ausgeübten höhen Druck Verbiegungen, insbesondere in der 2\'älie der Schnittkanten, und außerdem Gratbi:ldungen vermieden werden. Jeder Grat hat beim Zusammenpacken der Blechlamellen ein ungIeiciimäßiges Aufeinanderliegen der Einzelbleche und eine ungleichmäßige Verteilung des Paketdruckes zur Folge, wodurch die Sc'liivingungseigenscliafteii beeinträchtigt werden. Außerdem hat ein vorhandener Grat zusätzliche mechanische und elektrische Verluste zur Folge. Es hat sich gezeigt, daß die nach dem Gummischneidverfahren hergestellten Bleche praktisch Bratfrei sind, was für die mit den bisherigen, aus Stempel' und Matrize bestehenden Schnittwerkzeugen hergestellten Bleche nur in Ausnahmefällen zutrifft. Man kann daher auf ein besonderes Entgraten der Bleche, wodurch leicht innere Spannungen im Blech entstehen, verzichten. Die Zusammenstellung der Bleche zu einem Paket in einer führenden und tragenden Halterung durch mäßiges Zusammenpressen stellt sicher, daß die beim Stanzen erzielte Gleichmäßigkeit nicht durch eine unzweckmäßige Verbindungsart wieder verloren gellt.
• Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
• Abb. i und z zeigen Stempel und Scilni.ttplatte einer Stanze für die Durchführung des neuen Verfahrens im Schnitt; Abb. 3 zeigt die Schnittplatte der Abb. 2 in Draufsicht; Abb. .4 zeigt den Aufbau und Zusammenbau eines Magnetostrikti@onsschwingers nach dem neuen Verfahren Abb. 5 zeigt ein einzelnes Schwingerblech zum Gegenstand der Abb. d..
• Im dargestellten Beispiel. ist r der aus einem Gummi geeigneter Zusammensetzung bzw. Elastizität hergestelilte, in einer kappenförinigenFassung gehaltene Stempel der Stanze. 3 ist die Schnittplatte mit der aus Abb. 3 ersichtlichen Schnittform. Beim Niedergehen des Gummistempels legt er sich zunächst fest auf das Blech, z. B. N ickellblech von o,i min Stärke, auf und drückt sich beim weiteren Heruntergehen in die Aussparungen der Schnittplatte, unter Verdrängung der in ihren Bereich liegenden Blechteile, ein. Eine Lose, wie bei Metallstempeln ist hierbei zwischen Stempel und Schnittplatte nicht möglich, und der Schnitt stimmt daher stets mit der Kante der Schnittplatte überein. Infolge des Fehlens der Lose wird auch die Entst2hung eines Schnittgrates vermieden. Dadurch,

  da13 das Blech wiihrend @1_: ganzen Schnittvorganges

  durch den Guinniistempei mit holiein Druck auf der

  Schilittplatte gehalten wird, ist auch ein Verbiegen

  durch die beim Schnitt auf das Blech ausgeübten

  Kr:ifte. inshesond ere in der Nähe dei- Schnittkanten,

  ;lusgesciliossen. Die zur Erzeugun@I des Schlitzes

  im \lagn@tostril;tiorisscllwingerblech in der Schnitt-

  platte vorgeselicne Aussparung 4 ist als Führung

  für eiil,un _@as\\-erter6 ausgei>:i@let, der nach dein

  Wiederhochgellen des Stempels den ausgeSchilit-

  tenell Teil des 131ec'lies aus der- Ausspartillg.+ aus-

  wirft. Der Ausv-erfer steht unter (lern J-,-iiifluli von

  Druckfedern ; und ist in seinem Aus\verfhuh durch

  einen Anschlag 8 begrenzt. Der Aus\\"erfer weicht

  beine @leruriter@@ehen des Stempels unter An-

  spannung der F;dern; nach unten atts. Dabei ist

  <':11e @Lar:'e IILlI>I@c'greli!_nirg \-orgeseliell. d _e :111

  tlargestellt<11 Beispiel durch Anschlagstifte 9 ge-

  bildet wird. Zur Halterung der Anschlagstifte 9 tind

  drs Aus\t-eriers 6 ist auf der Rückseite `der Schnitt-

  platte eine Deckplatte lo vorgesehen. Die Hul)-

  l)egrelizung durch die Stifte 9 ist durch ldoc'h- und

  Niederschraul)eil der Stifte einstel117ar, um die

  giinstigste Druckverteilung zti erzielen. Die in

  :11>l). 1 und ; dargestellten Stanzlinge sind mit

  @'@II'spr@l(1`'i'II I1 '-ersehen, d_e 1I1 Ftthri-Iilgs- Und

  f_a:;erungsnaten 1-2 der Pal@etli;litei-tin,- _ eingreifen.

  11I `dl e #e Nuten 12 werden die Stanzl'nge inlt den

  \-orsl7riirigeri I I n ;:chcinander eingeschoben. -um zu

  crrcicheii.@daß sie i,l der gleichen Lage eingeschoben

  «-erden, wie sie aus dein blech ausgestanzt sind.

  sind die Stanzlinge mit einer Randaussparung 13

  Verschen, in die eine Nase I.1 der Paljetlialterung

  eingreift. -Mit Ausnahme an der Halterung in den

  Nuten 12 ist eine metallische Berührung des Blech-

  paketes 21 finit de i- EI alterttiig durch Guinini-

  "/.l\-_@Cllell:agell22 1)l\`.. 23 \-erln:eden, Nachdrall die

  \utcii 12 finit Blechen voagepacht sind. \vird die

  `,@-ick:ung :1i die Solllitze 2I eingezogen und d;:

  \ @ @i"dure Deckplatt< en: sprechend 2; aufgeschraubt.

  Der Antrieb des Steillpels I iii Abh. I erfolgt

  durch einen Schaft I;. Dieser Schaft ist finit der

  Fassung 2 des Stempels nicht starr. sondern federnd

  @-;°rsrhiel>l>ar verbunden. Ztt dieseln Zweck ist die

  Fassung all kappenförmiges nach unten offenes

  `tfllllge`lialtse aus-el)1ldeT lind der SC17aft I7, der

  durch e:nc zelitra:'e Boiii"ung in die Kappe e_n-

  :;(fiiHrt ist, mit eincin in der Fassung versch:elr

  l.ar<°n K,)1ben 16 verbunden. All der RÜckse:te dieses

  11".:)11)ells sind para'le', zum Schaft 1; gei-iCiltcte

  li@ll"/_lll I7 1117-ebracht, die durch Bohrungen der

  K@ippendccke hindurch-reifen. t ber die aus der

  Vasstiilg hinausragenden Enden der Bolzen 1; sind

  F«lern 18 gestreift, die sich mit ihrem einen Ende

  ;ruf (1e1" Decke der Fasstlllg 2 und Illit ihrem anderen

  Eilde 2111 finit den Polzenendell starr verbundenen

  =@nschlüg.ri I9 a11)-stützen. Der untere Rand 2o d.-i"

  f' asstuig ragt ein wenig ü!->er (lie L nterseite des

  l@umm:l,iss:n@ Vor, so daP@ sich heim -Niedergehen

  ds @teail)els der Rand 2o auf die @chnatplatte

  <lili#etzt. bevor das @@L11711@1IliL#Sell unter den zum

  Schneiden erforderlichen Druck gesetzt wird. Die

  Beweglichkeit der Fassung 2 relativ zu tleni Druck-

  schuft und Ko11)eii hat den Vorteil, daß auch bei

  ungenauer Herstel.lttng des Guininikissens oder

  Abnutzung ini Betrieb stets der zum Schneiden

  erforderliche Druck erreicht wird, da die Fassung

  beim Anschlag ihres unteren Randes 20 auf der

  Schnittplatte keine starre Ilubbegrenzttng für den

  Stempel bildet. sondern der Stempel sich unter An-

  spannung der Federn I` weiter senken läßt. Die

  ledernde Verbindung zwLSchen Kolben 16 und

  Fassung 2 bewirkt. c12113 die Fassung sich mit

  steigeil(-lem Schneiddruck fester auf die Schnitt-

  platte aufsetzt. Der Kolben ist an seiner Unterseite

  schwach konkav gewölbt. Dadurch wird erreicht,

  daß der Kraftfluß stärker auf die 'Mitte des Kissens

  1)z\\-. auf den Schnitt geridlitet ist.

  D_e Fassung 2 könnte auch mit ihrem Boden ver-

  schraubt seih, um den Rand 2o verschieben zu

  können. Die: kann zweckmäßig sein, urn unnötig

  große Pelativbewegungen des Kolbens 16 und des

  Kissens i zur Fassung zii vermeiden. Der Druck

  auf das Gummikissen kann auch unmittelbar oder

  unter Vermittlung des Kolbens 16 auf hydrau-

  lischem `Fege ausgeübt werden.

  Bei der Herstellung von Blechen mit festgelegter

  Eigenschwingungszahl ist es schwierig, diese beim

  ersten Entwurf der Blechform richtig zu treffen.

  wodurch nach Prüfung der ersten Stanzlinge eine

  Änderung der Form notwendig «erden kann.

  Während bei Ver\\"endung eines zweiteiligen

  Schnitte: eine solche Änderung eine völlige Neu-

  herstellting des teueren Werkzeuges erfordert. ist

  die entsprechende Änderung der beim Guniini-

  schneidverfahren zur Anwendung kommenden

  Schnittplatte wesentlich einfacher.

  Besondere Bedeutung hat d'ie Erfindung auch für

  die Herstellung von Schwingern dort. wo es nicht

  nur auf eine genaue Gleichheit der Frequenz.

  sondern auch auf eine Gleiclilieit der Empfindlich-

  keit bei Verweildullg der Schwingger als Empfänger

  ankommt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von llagneto- striktionsschwingern, bestehend aus einem Paket aufeinand'ergeschidliteter Blechlamellen 1111t Nuten zerr Aufnahme der elektrischen i`Ilek- lung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen finit Hilfe einesGunnnistanz\\-erkzeu gs, z. Beines Grinin:lcissens, unter- Anwendung starrer Hub- begrenzungen für das Guministanzwerkzeug im Bereich der Schnittflächen aus einem Blech- streifen ausgestanzt, dabei vorzugsweise mit einer unsymmetrisch zu ihrer Mittellinie an- geordnete Marke versehen, sodann mit Hilfe von lediglich fiihrenden Formbestandteilen, z. B. Vorsprüngen oder Durc'lihrechuligen der Bleche, vorzugs\\"eise auch zur Mittellinie unsymmetrischen 'Marken, bei Vorsehung solcher Marken jedoch stets unter Deckung dieser Marken. in einer geinenisarnen Halterung genau miteinander l111 `Deckung gebracht und nach einfacher AufeiiiaridersclilCIltiiilg durch 11l11 geringe Spannkräfte ausübende Mittel, z. B. ausreichende Toleranz in den Führungslöchern aufweisende Schraubbolzen oder über Gummizwischenlagen wirkende Preßplatten,zusammengehal@ten und in ihrer Lage gesichert werden. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Markierung eine Aussparung in den Lamellen hergestellt wird und daß die Lamellen auf einen, in diese Aussparmaricen eingreifenden Führung.stei1, z. B. einen Stift, aufgere_ht «erden. 3. Stanze zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i mit einem Gumnni'kissen als Schneidestempel, gekennzeichnet durch in Aussparungen der Schnittplatte kolbenartig geführte federnde Abstreifer bzw. Auswerfer mit starrer Hubbegrenzung. .. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbegrenzung für das Gummikissen verstellbar ausgebildet sind. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, da?) das Gummikissen von einem als Fassung dienenden -Mantel umschlossen ist und durch relativ zur Fassung beweglIc'he Druckmittel, z. B. einen Kolben, oder hydraulisch unter Druck gesetzt wird. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei 'Verwendung eines Kolbens als Druckmittel zwischen Kolben und Fassung eine Federung eingeschaltet ist, die dem Arbeitshub des Kolbens in der Fassung entgegenwirkt bzw. die Fassung in Richtung des Arbeitsschubes zu bewegen sucht. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben an seiner Unterseite konkav gewölbt ist. Angezogene Druckschriften: Zeitschrift des VDI, 1939, S. 811 bis S16.