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Verfahren zur Herstellung von Lamellen für einen ferromagnetischen
Kern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von keilförmigen
Lamellen für einen hohlen, ringförmigen, ferromagnetischen Kern, der durch radiale,
d. h. durch die Ringachse gehende Ebenen unterteilt ist, insbesondere für einenTransformator
oder für eine Drosselspule.
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Diese Art von Manteltransformator, dessen Lamellen keilförmig in radialer
Richtung zur Achse hin verjüngt sind, ermöglicht gegenüber der häufig verwendeten
Art mit dem aus E- und I-förmigen Platten aufgebauten Kern eine Ersparhis von etwa
17% der Eisenmenge und etwa 8°/0 der erforderlichen Kupfermenge. Ein weiterer Vorteil
ist der, daß das Streufeld des Transformators (oder der Drossel) sehr schwach sein
kann, Die Herstellung der keilförmigen Lamellen bringt jedoch Schwierigkeiten mit
sich, und die Erfindung bezweckt, ein geeignetes, hinreichend billiges Herstellungsverfahren
zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung werden schmale Streifen oder Drähte in die Form
eines U gebogen und darauf derart abgeplattet, daß die erwünschte Keilform
erhalten
wird. Vorzugsweise wird dabei die endgültige Form der U-förmigen Lamelle derart
gewählt, daß der Verbindungssteg der beiden Schenkel sich keilförmig von einem Schenkel
zum anderen hin verjüngt; die beiden Schenkel weisen entsprechend unterschiedliche
Dicke auf, Der dünnere der beiden Schenkel wird dabei entsprechend breiter als der
andere Schenkel.. Zwei zu einer rechtwinkligen Figur zusammengefügte U-förmige Lamellen
bilden eine komplette Kernlamelle_- :-. ` ' Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung
ergibt sich,- wenn vorne Streifen oder Drähten mit einer durch mechanische Bearbeitung
erhaltenen Orientierung der Kristalle in der Längsrichtung der Streifen oder Drähte
ausgegangen wirkt. Die Kristallorientierung (Textur) wird nach der Biegung beibehalten,
und die Richtung entspricht überall der des magnetischen Flusses des Transformators,
so daß die der Textur innewohnenden günstigen magnetischen Eigenschaften vollständig
ausgenutzt werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die
Fig. i bis q verschiedene Phasen des Verfahrens nach der Erfindung darstellen und
Fig.5 einen Transformator darstellt, dessen Kern aus nach der Erfindung hergestellten
Lamellen zusammengebaut ist.
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Das Ausgangsmaterial für das Verfahren nach der Erfindung ist ein
langgestrecktes Stück ferromagnetischen Materials mit überall gleichem Querschnitt,
vorzugsweise ein Stück Weicheisendraht oder auch ein Materialstreifen i, der z.
B. über die gestrichelte Linie 3 der Fig. i von einer in der Längsrichtung (Pfeil
5) des Streifens gewalzten Eisenplatte 7 abgeschnitten ist. In beiden Fällen
ist die durch das Ziehen bzw. Walzen erhaltene Orientierung der Kristalle des Materials
parallel zur Längsrichtung des Drahts oder des Streifens i. Dieser wird in die Form
eines U gebogen (Mg. 2) und z. B. auf übliche Weise mittels einer schweren Presse
in einer passenden Matrize geplattet, bis die in den Fig. 3 und q. dargestellte
Form erhalten wird.
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Wie aus diesen Figuren ersichtlich, ist die Ansiaht der erhaltenen
U-förmigen Lamelle, in der Richtung der Schenkel des U gesehen, keilförmig;
das bedeutet, daß einer der Schenkel bei gleichem Materialquerschnitt eine wesentlich
größere Breite hat als der andere.
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Fig. 5 zeigt einen Manteltransformator mit einem hohlen Ringkern,
der aus zwei durch eine Querfläche, in diesem Falle eine flache Ebene (Luftspalt
9), senkrecht zur Ringachse getrennten Teilen i i und 13 zusammengesetzt ist. Der
Teil i i kann aus gegeneinander, z. B. durch dünne Papierschichten isolierten Lamellen
,der in Fig.3 dargestellten Form zusammengesetzt sein; der obere Teil 13 kann aus
U-förmigen Lamellen mit kürzeren Schenkeln der in Fig. 3 gestrichelt dargestellten
Form 15 bestehen. Der Vorteil der Herstellung von zwei Lamellenarten mit verschiedenen
Schenkellängen ist der, daß dadurch Kerne mit' drei verschiedenen axialen Abmessungen
zusammengesetzt,werden können, d. h. der in Fig. 5 dargestellte Typ, ein kürzerer
Typ, der ausschließlich aus Lamellen 1s besteht, und ein längerer Typ aus den Lamellen
i. .
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Der geschlossene Magnetkreis, der durch das Gefüge zweier Lamellen
i und 15 gebildet wird, hat überall einen gleichen Querschnitt, wodurch auch die
magnetische Induktion überall dieselbe ist, was ibedeutet, daß das Kernmaterial
möglichst wirkungsvoll ausgenutzt wird.
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In der rechten Hälfte der Fig. 5 ist in einem Abschnitt von 9o° der
Kern 11, 13 weggelassen dargestellt, um die Anordnung der Wicklung 17 zu zeigen.
Diese ist genau ringförmig, im Gegensatz zu den mehr oder weniger rechtwinkligen
Wicklungen, die bei einem Transformator mit einem aus E- und I-förmigen Blechen
zusammengebauten Kern verwendet werden müssen. Die Ringform bedeutet einen großen
Vorteil, da diese Form mit geringster Mühe und dem besten Kupferfüllfaktor gewickelt
werden kann und dabei für einen gewissen Eisenquerschnitt die mittlere Windungslänge
minimal ist. Da der Kern rings um die Wicklung liegt, kann die Länge des Magnetkreises
und somit die erforderliche Eisenmenge minimal sein, und' das äußere Streufeld ist
auf ein kleines Gebiet in der Nähe des. Spalts 9 beschränkt.
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An einer Stelle wird ein kleiner Abschnitt des Kerns 11, 13 offen
gelassen, um die Anschlußzungen i9 der Wicklung 17 durchzulassen. Durch die zentrale
Öffnung des ringförmigen. Kerns kann ein Befestigungsbolzen --i hindurchgeführt
werden, durch den der Kern auf sehr einfache Weise ohne Befestigungsbügel u. dgl.
an einem nicht dargestellten, plattenförmigen Träger befestigt werden kann. Die
Lamellen der beiden Teile i i und 13 können vorher mit geeignetem Leim zu einem
festen Ganzen zusammengeleimt werden, worauf vorzugsweise die Stirnflächen, welche
den Spalt i9 begrenzen, durch Nachbearbeitung, z. B. Schleifen oderLäppen, genau
eben gemacht werden, um einen möglichst kleinen, effektiven Luftspalt zu erhalten.
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Wie bereits bemerkt, kann die Textur des streifen- oder stabförmigen
Ausgangsmaterials beim Biegen und auch beim Abflachen beibehalten werden, und die
Richtung der Kristallorientierung in den Lamellen kann dem Verlauf des magnetischen
Flusses im Kern entsprechen (siehe 2!. B. die gestrichelte Linie 22 in Fig. 3).
Die günstigen magnetischen.Eigenschaften der Textur werden somit vollständig ausgenutzt.
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Dies ist in geringerem Maße der Fall, wenn die Länge eines der Schenkel
jeder Lamelle oder die Schenkellänge einer der zwei in Fig.3 dargestellten Lamellen,
z. B. der Lamellen 15, Null beträgt, wenn z. B. nur die Lamellen i U-förmig gebogen
sind. Die Kristallorientierung an den Enden der Lamellen, bei denen ein Schenkel
weggelassen ist, also an zwei Stellen im Magnetkreis, hat dann nicht die gewünschte
Richtung. Auch dabei ergibt sich noch ein Vorteil gegenüber den aus E- und
1-Lamellen
aufgebauten Kernen, da bei der letzteren Kernart die Kristallorientierung an mehr
als zwei Stellen nicht die gewünschte Richtung aufweist.