DE102017211034A1 - Casting tool for cast electro-technical coils - Google Patents
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Abstract
Gusswerkzeug (1) zur Herstellung gegossener elektrotechnischer Spulen (30), wobei die gegossene Spule (30) mehrere, voneinander beabstandete Windungen (31) um einen hohlen Kernbereich (32) aufweist, wobei das Gusswerkzeug (1) umfasst: zumindest zwei relativ zueinander in einer Entformungsrichtung (4) bewegbare Gussformseiten (2, 3) zur Ausbildung einer Vielzahl an Formnestern (5), wobei jeweils ein Formnest (5) für eine Spule (30) formgebend ist, und zur Ausbildung eins Gießlaufs mit einem Gießlaufzentralpunkt (8), von dem Gießlaufarme (9) zu den einzelnen Formnestern (5) führen, und pro Formnest (5) einen in Schieberrichtung (11) bewegbaren Schieber (6), formgebend für die jeweilige Spule (30), wobei in einer zur Entformungsrichtung (4) senkrechten Ebene eine Hilfsgerade (12) durch einen Spulenmittelpunkt (13) des jeweiligen Formnests (5) und den Gießlaufzentralpunkt (8) definiert ist, wobei ein Winkel α zwischen der Schieberrichtung (11) des jeweiligen Formnests (5) und der Hilfsgeraden (12) keiner 90° ist.A casting tool (1) for producing molded electrical coils (30), the cast coil (30) having a plurality of spaced turns (31) about a hollow core portion (32), the casting tool (1) comprising: at least two relative to each other a demolding device (4) movable mold sides (2, 3) for forming a plurality of mold cavities (5), wherein in each case a mold cavity (5) for a coil (30) is shaping, and for forming a casting run with a casting run center point (8), lead from the runner arms (9) to the individual mold cavities (5), and per mold cavity (5) a slide (6) which can be moved in the slide direction (11), shaping the respective coil (30), wherein in a direction of demolding (4) an auxiliary straight line (12) through a coil center (13) of the respective mold cavity (5) and the casting center (8) is defined, wherein an angle α between the slide direction (11) of the respective mold cavity (5) and the H Auxiliary straight line (12) is not 90 °.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Gusswerkzeug zum gleichzeitigen Gießen mehrerer elektrotechnischer Spulen in einem Werkzeug. Die Spulen werden aus einem elektrisch leitfähigen Material gegossen und in einer elektrischen Maschine verwendet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der elektrotechnischen Spulen sowie die gegossene elektrotechnische Spule.The present invention relates to a casting tool for simultaneously casting a plurality of electrotechnical coils in a tool. The coils are cast from an electrically conductive material and used in an electrical machine. Furthermore, the invention relates to a method for producing the electrical coils and the cast electro-technical coil.
Die Offenlegungsschrift
Es ist eine Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Gusswerkzeug anzugeben, mit dem möglichst effizient elektrotechnische Spulen gegossen werden können. Insbesondere sollen die Spulen möglichst schnell, mit ausreichender Qualität und möglichst geringem Materialeinsatz hergestellt werden können.It is an object of the present invention to provide a casting tool with which electrical coils can be cast as efficiently as possible. In particular, the coils should be able to be produced as quickly as possible, with sufficient quality and the lowest possible use of materials.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gusswerkzeug zum Herstellen gegossener elektrotechnischer Spulen. Das Gusswerkzeug ist dabei vorzugsweise dazu ausgebildet, die Spule aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, zu gießen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gusswerkzeug um eine Dauerform. Die „Dauerform“ kann für mehrere Gussvorgänge verwendet werden und benötigt keine verlorenen Formteile oder Kerne. Die gegossene Spule ist zur Verwendung in einer elektrischen Maschine ausgebildet. Die elektrische Maschine kann elektromotorisch und/oder generatorisch betrieben werden. Insbesondere handelt es sich bei den elektrischen Maschinen um langsam drehende Elektromotoren, die in Fahrzeugen als Servomotoren oder Stellmotoren verwendet werden. Die mit dem Gusswerkzeug herzustellende Spule weist mehrere, voneinander beabstandete Windungen auf. Die Windungen erstrecken sich um einen hohlen Kernbereich der Spule. Nach dem Gießen der Spule können die einzelnen Windungen mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet werden, oder es wird anderweitig ein isolierendes Material zwischen die Windungen eingebracht.The object is achieved by a casting tool for producing cast electro-technical coils. The casting tool is preferably designed to cast the coil of a metal, in particular aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the casting tool is a permanent mold. The "permanent mold" can be used for multiple casting operations and does not require lost moldings or cores. The cast coil is designed for use in an electrical machine. The electric machine can be operated by electric motor and / or generator. In particular, the electric machines are slowly rotating electric motors which are used in vehicles as servomotors or servomotors. The coil to be produced with the casting tool has a plurality of spaced-apart turns. The turns extend around a hollow core region of the coil. After casting the coil, the individual windings may be coated with an electrically insulating material, or an insulating material is otherwise introduced between the windings.
Das Gusswerkzeug umfasst zumindest zwei Gussformseiten. Die beiden Gussformseiten sind in einer Entformungsrichtung zueinander relativ bewegbar. Dabei ist es auch möglich, dass eine der beiden Gussformseiten beim Öffnen und Schließen des Gusswerkzeugs feststeht und die andere Gussformseite bewegt wird. Die beiden Gussformseiten bilden eine Vielzahl an Formnestern. Die einzelnen Formnester sind voneinander beabstandet und sind jeweils formgebend für eine Spule.The casting tool comprises at least two casting mold sides. The two casting mold sides are relatively movable in a demolding direction relative to one another. It is also possible that one of the two mold sides is fixed when opening and closing the casting tool and the other mold side is moved. The two sides of the mold form a large number of mold cavities. The individual mold cavities are spaced apart from each other and are each shaping a coil.
Des Weiteren ist in den Gussformseiten ein Gießlauf ausgebildet. Dieser Gießlauf umfasst insbesondere einen Angussabschnitt durch den das flüssige, die Spulen bildende Material in das Gusswerkzeug eingefüllt werden kann. Der Angussabschnitt führt, insbesondere ohne Abzweigung, zu einem Gießlaufzentralpunkt. Von diesem Gießlaufzentralpunkt zweigen Gießlaufarme zu den einzelnen Formnestern ab. Insbesondere ist für jedes Formnest ein eigener Gießlaufarm vorgesehen, der vom Gießlaufzentralpunkt abzweigt. Besonders bevorzugt ist der Angussabschnitt unmittelbar vor dem Gießlaufzentralpunkt so ausgebildet, dass das flüssige Material parallel zur Entformungsrichtung auf den Gießlaufzentralpunkt läuft. Die Gießlaufarme erstrecken sich vom Gießlaufzentralpunkt vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Entformungsrichtung.Furthermore, a casting run is formed in the casting mold sides. In particular, this casting run comprises a sprue section through which the liquid material forming the spools can be filled into the casting tool. The sprue section leads, in particular without a branch, to a center of gravity. From this central pouring point sprinkler branches branch off to the individual mold cavities. In particular, a separate Gießlaufarm is provided for each mold nest, which branches off from Gießlaufzentralpunkt. Particularly preferably, the sprue section is formed directly in front of the center of gravity of the runner so that the liquid material runs parallel to the demoulding direction on the runner center point. The runners preferably extend from the central runner point substantially perpendicular to the Entformungsrichtung.
Das Gusswerkzeug umfasst für jedes Formnest einen Schieber. Der Schieber ist entlang einer als „Schieberrichtung“ definierten Achse bewegbar. Sowohl das in den beiden Gussformseiten ausgebildete Formnest als auch der Schieber sind formgebend für die jeweilige Spule. Das Formnest und der Schieber bilden somit die Negativform der Spule. Zusätzlich zu den hier beschriebenen Schiebern, kann das Gusswerkzeug auch weitere Schieber umfassen.The casting tool comprises a slider for each mold cavity. The slider is movable along an axis defined as the "slider direction". Both the mold cavity formed in the two mold sides and the slide are shaping the respective coil. The mold cavity and the slide thus form the negative form of the coil. In addition to the slides described herein, the casting tool may also include additional slides.
Die bewegliche Anordnung der Schieber in bzw. zwischen den beiden Gussformseiten bedarf eines gewissen Bauraums. Dieser Bauraum muss sowohl ausreichend sein für die Größe des Schiebers als auch für dessen Verschiebbarkeit entlang der Schieberrichtung. Des Weiteren muss berücksichtigt werden, dass für jedes Formnest ein eigener Schieber zur Verfügung stehen muss. Ferner müssen die Formnester mit möglichst kleinem und möglichst gleichem Abstand zum Gießlaufzentralpunkt angeordnet werden, sodass das flüssige Material sich möglichst gleichmäßig auf alle Formnester und mit möglichst geringen thermischen Verlusten verteilt. Dadurch ist es möglich, relativ viele Formnester in einem Gusswerkzeug zu integrieren und eine Dauerform zum Gießen zu verwenden. Besonders bevorzugt ist es so auch möglich, im Kaltkammerverfahren zu gießen.The movable arrangement of the slide in or between the two sides of the mold requires a certain amount of space. This space must be both sufficient for the size of the slider as well as for its displacement along the slide direction. Furthermore, it must be taken into account that a separate slider must be available for each mold cavity. Furthermore, the mold cavities must be arranged with the smallest possible and as equal as possible distance to Gießlaufzentralpunkt, so that the liquid material distributed as evenly as possible on all mold cavities and with the lowest possible thermal losses. This makes it possible to integrate relatively many mold cavities in a casting mold and to use a permanent mold for casting. Particularly preferably, it is also possible to cast in the cold chamber process.
Diese Vorteile werden erreicht durch eine spezielle Anordnung der Formnester bzw. der Schieber:These advantages are achieved by a special arrangement of the mold cavities or the slide:
Zur Beschreibung dieser Anordnung ist eine Hilfsgerade definiert, die bei Betrachtung auf eine zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene, durch einen Spulenmittelpunkt des jeweiligen Formnests und den Gießlaufzentralpunkt verläuft. Der Spulenmittelpunkt liegt vorzugsweise in der geometrischen Mitte der zu gießenden Spule, bei der Betrachtung auf die zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene. Bei der Ermittlung des Spulenmittelpunkts werden vorzugsweise lediglich die Windungen betrachtet und etwaige abstehende Fortsätze der Spule, die elektrische Anschlüsse bilden, bleiben unberücksichtigt.For describing this arrangement, an auxiliary straight line is defined, which, when viewed on a plane perpendicular to the Entungsungsrichtung, through a coil center of each Formnests and the Gießlaufzointpunkt. The coil center preferably lies in the geometric center of the coil to be cast, when viewed in the direction perpendicular to the Entformungsrichtung plane. When determining the coil center point, only the turns are considered and any projecting extensions of the coil, which form electrical connections, are disregarded.
Die hier betrachtete Schieberrichtung des jeweiligen Schiebers schneidet die jeweilige Hilfsgerade im Spulenmittelpunkt unter einem Winkel α. Gemessen werden im Rahmen dieser Erfindung stets die kleineren Winkel zwischen zwei Geraden. Erfindungsgemäß ist dieser Winkel α kleiner 90°.The slide direction of the respective slide considered here intersects the respective auxiliary straight line in the center of the coil at an angle α. In the context of this invention, the smaller angles between two straight lines are always measured. According to the invention, this angle α is less than 90 °.
Bei einer einfachen Anordnung der Formnester auf einem Kreis um den Gießlaufzentralpunkt, würden die Gießlaufarme geradlinig und sternförmig vom Gießlaufzentralpunkt nach außen laufen. Die definierten Hilfsgeraden würden die Schieberrichtungen unter 90° schneiden. Dies hätte jedoch zur Folge, dass der Bauraum des Schiebers mit dem Bauraum für das angrenzende Formnest konkurriert und infolgedessen die Formnester mit relativ großem Abstand zueinander angeordnet werden müssen.In a simple arrangement of the mold cavities on a circle around the Gießlaufzentralpunkt, the Gießlaufarme would run straight and star-shaped from Gießlaufzentralpunkt outward. The defined auxiliary straight lines would cut the slider directions at 90 °. However, this would mean that the space of the slide with the space for the adjacent mold cavity competes and consequently the mold cavities must be arranged with a relatively large distance from each other.
Da erfindungsgemäß der Winkel α kleiner 90° ist, erstrecken sich die Schieberrichtungen nicht tangential zu dem Kreis um den Gießlaufzentralpunkt, sondern sind nach außen geneigt, wodurch sich radial außerhalb des Kreises ausreichend Bauraum für die Anordnung der Schieber an den einzelnen Formnestern ergibt.Since, according to the invention, the angle α is less than 90 °, the slide directions do not extend tangentially to the circle around the center of the runner, but are inclined outwards, resulting in radially outwardly of the circle sufficient space for the arrangement of the slide at the individual mold cavities.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der Winkel α maximal 80°, vorzugsweise maximal 65°, besonders vorzugsweise maximal 50°, beträgt. Je kleiner dieser Winkel gewählt wird, desto mehr Bauraum steht für den Schieber radial außerhalb des Formnests zur Verfügung.In a preferred embodiment, it is provided that the angle α is at most 80 °, preferably at most 65 °, particularly preferably at most 50 °. The smaller this angle is chosen, the more space is available for the slide radially outside the mold cavity.
Des Weiteren ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, dass der Winkel α mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 25°, besonders vorzugsweise mindestens 40°, beträgt. Durch diese Mindestgröße des Winkels wird berücksichtigt, dass das Formnest vorzugsweise senkrecht zur Schieberrichtung mit dem flüssigen Material angeströmt wird. Je kleiner der Winkel α gewählt wird, desto stärker müssen jedoch die Gießlaufarme gebogen ausgebildet werden.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment that the angle α is at least 10 °, preferably at least 25 °, particularly preferably at least 40 °. By this minimum size of the angle is taken into account that the mold cavity is preferably flown perpendicular to the slide direction with the liquid material. However, the smaller the angle α is chosen, the stronger the runner arms have to be bent.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Schieber jeweils formgebend für den hohlen Kernbereich der Spule ist. Dementsprechend sind die beiden Gussformseiten vorzugsweise formgebend für die Leerräume zwischen den einzelnen Windungen. Bei einer üblichen Geometrie der Spule ergibt sich, dass vorzugsweise die Schieberrichtungen senkrecht auf der Entformungsrichtung stehen. Die Formnester sind vorzugsweise so angeordnet, dass die Anströmung mit dem flüssigen Material aus den Gießlaufarmen senkrecht zur Schieberrichtung erfolgt.It is preferably provided that the slider is in each case shaping the hollow core region of the coil. Accordingly, the two mold sides are preferably shaping the voids between the individual turns. In the case of a conventional geometry of the coil, it can be seen that preferably the slide directions are perpendicular to the removal direction. The mold cavities are preferably arranged so that the flow with the liquid material from the Gießlaufarmen is perpendicular to the slide direction.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass in dem Gusswerkzeug zumindest
Bei Betrachtung auf eine zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene sind vorzugsweise alle Formnester rundum den Gießlaufzentralpunkt angeordnet. Insbesondere befinden sich die Spulenmittelpunkte aller Formnester auf einem Kreis um den Gießlaufzentralpunkt.When viewed on a plane perpendicular to the Entformungsrichtung all mold cavities are preferably arranged around the Gießlaufzentralpunkt. In particular, the coil centers of all mold cavities are located on a circle around the casting center.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass alle Formnester in derselben Ebene angeordnet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um eine zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass die Formnester in verschiedenen, zur Entformungsrichtung senkrechten Ebenen angeordnet sind. Insbesondere sind die Formnester dabei in zwei, drei oder vier Ebenen angeordnet. Trotz der Anordnung in verschiedenen Ebenen, sind alle Formnester über einzelne Gießlaufarme an denselben Gießlaufzentralpunkt angeschlossen. Durch die Anordnung in verschiedenen Ebenen können sehr viele Formnester in das Gusswerkzeug integriert werden.Furthermore, it is preferably provided that all mold cavities are arranged in the same plane. This is in particular a plane perpendicular to the Entformungsrichtung level. Alternatively, it is provided that the mold cavities are arranged in different, perpendicular to the Entformungsrichtung planes. In particular, the mold cavities are arranged in two, three or four planes. Despite the arrangement in different levels, all mold cavities are connected to the same caster center via individual runners. Due to the arrangement in different levels, many mold cavities can be integrated into the casting tool.
Die Gießlaufarme verlaufen, bei Betrachtung auf eine zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene, vom Gießlaufzentralpunkt vorzugsweise gebogen bzw. in einer Bogenform. Für diesen gebogenen Verlauf der Gießlaufarme ist ein Winkel β definiert. Der Winkel β ist insbesondere zwischen einer ersten Geraden, die durch den Gießlaufzentralpunkt und die Mitte des Anfangs des jeweiligen Gießlaufarms verläuft, und einer zweiten Geraden, die durch die Mitte des Endes des jeweiligen Gießlaufarms und den Spulenmittelpunkt verläuft, definiert. Der Winkel β beträgt vorzugsweise β=(270°-3α)+/-20°, besonders vorzugsweise β=(270°-3α)+/-10°; insbesondere mit dem oben definierten Winkel α zwischen 10° und 80°. Besonders vorzugsweise sind sämtliche Gießlaufarme in die gleiche Richtung gebogen.When viewed in a plane perpendicular to the demolding direction, the runner arms preferably extend from the center of gravity of the runner or in an arcuate shape. For this curved course of Gießlaufarme an angle β is defined. Specifically, the angle β is defined between a first straight line passing through the run center and the center of the start of the respective runner arm and a second straight line passing through the center of the end of the respective runner arm and the center of the reel. The angle β is preferably β = (270 ° -3α) +/- 20 °, particularly preferably β = (270 ° -3α) +/- 10 °; in particular with the angle α defined above between 10 ° and 80 °. More preferably, all the runners are bent in the same direction.
Die Formnester weisen vorzugsweise jeweils einen eigenen Überlauf auf. Beim Gießen läuft das flüssige Material vom Gießlaufzentralpunkt durch den Gießlaufarm in das Formnest. In Fließrichtung nach dem Formnest läuft das flüssige Material in den Überlauf des jeweiligen Formnests. Der Überlauf ist vorzugsweise so ausgebildet, dass das flüssige Material aus allen Windungen der hergestellten Spule im Überlauf zusammenläuft. Dadurch bildet der Überlauf ein ausreichend großes Volumen, in dem sich etwaige Verunreinigungen sammeln können.The mold cavities preferably each have their own overflow. During pouring, the liquid material passes from the run center of gravity through the runner arm into the mold cavity. In the flow direction after the mold cavity, the liquid material runs into the overflow of the respective mold cavity. The overflow is preferably designed such that the liquid material from all turns of the produced coil converges in the overflow. As a result, the overflow forms a sufficiently large volume in which any impurities can collect.
Der jeweilige Schieber ist vorzugsweise an einer der beiden Gussformseiten in Schieberrichtung linearbeweglich geführt. Des Weiteren sind am Schieber und an der anderen Gussformseite vorzugsweise schiefe Flächen ausgebildet. Diese Flächen sind schief gegenüber der Entformungsrichtung. Beim Öffnen und Schließen, also bei der Relativbewegung der beiden Gussformseiten zueinander, gleiten die schiefen Flächen aneinander. Dadurch bewegen sich die Schieber beim Öffnen und Schließen entlang der Schieberrichtung. Es bedarf somit keines eigenen Antriebs der Schieber. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass an einer Gussformseite Schrägsäulen angeordnet sind, die in einer entsprechend schrägen Säulenaufnahme in den einzelnen Schiebern gleiten.The respective slider is preferably guided linearly movable in the direction of the slide on one of the two sides of the casting. Furthermore, on Slider and preferably formed on the other mold side inclined surfaces. These surfaces are skewed with respect to the direction of demolding. When opening and closing, ie during the relative movement of the two mold pages to each other, the inclined surfaces slide together. As a result, the slides move when opening and closing along the slide direction. It therefore requires no own drive the slide. It is particularly preferred that oblique columns are arranged on a casting mold side, which slide in a correspondingly inclined column receptacle in the individual slides.
Mit dem beschriebenen Gusswerkzeug können grundsätzlich Spulen mit beliebiger Geometrie gegossen werden.With the described casting tool basically coils of any geometry can be cast.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Formnester und Schieber formgebend für folgende Spule ausgebildet sind:It is preferably provided that the mold cavities and slides are designed to form the following coil:
Die Windungen dieser Spule weisen, bei Betrachtung auf eine zur Spulenachse senkrechte Ebene, zwei gegenüberliegende erste Seiten und zwei gegenüberliegende zweite Seiten auf. Entlang des hohlen Kernbereichs ist die Spulenachse definiert. Die Windungen winden sich somit um die Spulenachse. Vorzugsweise stehen die ersten Seiten senkrecht zu den zweiten Seiten, wodurch sich eine rechteckige Form ergibt. Allerdings sind beispielsweise auch eine Trapezform, Rautenform, runde Form oder ovale Form möglich.The turns of this coil, when viewed on a plane perpendicular to the coil axis, have two opposite first sides and two opposite second sides. Along the hollow core region, the coil axis is defined. The windings thus wind around the coil axis. Preferably, the first sides are perpendicular to the second sides, resulting in a rectangular shape. However, for example, a trapezoidal shape, diamond shape, round shape or oval shape are possible.
Die beiden ersten Seiten sind flach und erstrecken sich nur in einer zur Spulenachse senkrechten Ebene. Die beiden ersten Seiten tragen somit nicht zur Steigung der Spule bei. Die Steigung der Spule ist durch die beiden zweiten Seiten gebildet. Hierzu sind die beiden zweiten Seiten als Etagen ausgebildet und erstrecken sich in einer zur Spulenachse geneigten Ebene.The first two sides are flat and extend only in a plane perpendicular to the coil axis. The two first pages thus do not contribute to the slope of the coil. The slope of the coil is formed by the two second sides. For this purpose, the two second sides are formed as floors and extend in a plane inclined to the coil axis.
Vorzugsweise sind, bei Betrachtung auf eine zur Spulenachse senkrechte Ebene, die beiden ersten Seiten kürzer als die beiden zweiten Seiten.Preferably, when viewed on a plane perpendicular to the coil axis, the two first sides are shorter than the two second sides.
Die beiden ersten Seiten bestimmen eine Breite der Spule. Die beiden zweiten Seiten bestimmen eine Länge der Spule. Senkrecht zur Breite und zur Länge verläuft eine Höhe der Spule, parallel zur Spulenachse. Vorzugsweise ist die Entformungsrichtung parallel zur Breite der Spule angeordnet. Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Entformungsrichtung senkrecht zur Länge der Spule verläuft. Ferner verläuft die Schieberrichtung vorzugsweise parallel zur Höhe der Spule.The first two pages determine a width of the coil. The two second sides determine a length of the coil. Perpendicular to the width and the length runs a height of the coil, parallel to the coil axis. Preferably, the Entformungsrichtung is arranged parallel to the width of the coil. Furthermore, it is preferably provided that the Entformungsrichtung perpendicular to the length of the coil. Furthermore, the slide direction preferably runs parallel to the height of the coil.
Die Formnester sind vorzugsweise so angeordnet, dass das flüssige Material vom jeweiligen Gießlaufarm entlang der Länge der Spule und somit vorzugsweise senkrecht zur Höhe und zur Breite, bis zum Überlauf läuft.The mold cavities are preferably arranged so that the liquid material from the respective runner arm runs along the length of the spool, and thus preferably perpendicular to the height and width, to the overflow.
Durch die beschriebene Ausgestaltung müssen die formgebenden Elemente der Gussformseiten zur Ausgestaltung der Windungen nicht spitz zulaufen, wodurch sich die Herstellung des Werkzeugs vereinfacht.Due to the described embodiment, the shaping elements of the mold pages need not be tapered to form the turns, which simplifies the production of the tool.
Vorliegende Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung der elektrotechnischen Spulen. Die Spulen werden dabei vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gegossen. Bei dem Verfahren wird das beschriebene Gusswerkzeug verwendet.The present invention further includes a method for manufacturing the electrotechnical coils. The coils are preferably cast from aluminum or an aluminum alloy. The method uses the described casting tool.
Insbesondere wird dabei ein Druckguss-Verfahren, vorzugsweise im Kaltkammerverfahren, angewendet. Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass beim Gießen die Entformungsrichtung mit +/- 20° horizontal ausgerichtet ist.In particular, a die-casting method, preferably in the cold chamber method, is used. Furthermore, it is preferably provided that during casting the Entformungsrichtung is aligned horizontally with +/- 20 °.
Die Erfindung umfasst ferner eine gegossene elektrotechnische Spule. Diese wird vorzugsweise mit dem beschriebenen Gusswerkzeug bzw. nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Spule umfasst mehrere, voneinander beabstandete Windungen um einen hohlen Kernbereich. Entlang des Kernbereichs ist eine Spulenachse definiert. Die Windungen winden sich somit um die Spulenachse.The invention further comprises a cast electro-technical coil. This is preferably produced with the described casting tool or according to the described method. The coil includes a plurality of spaced turns around a hollow core region. Along the core area a coil axis is defined. The windings thus wind around the coil axis.
Die Windungen dieser Spule weisen, bei Betrachtung auf eine zur Spulenachse senkrechte Ebene, zwei gegenüberliegende erste Seiten und zwei gegenüberliegende zweite Seiten auf. Vorzugsweise stehen die ersten Seiten senkrecht zu den zweiten Seiten, wodurch sich eine rechteckige Form ergibt. Allerdings sind beispielsweise auch eine Trapezform, Rautenform, runde Form oder ovale Form möglich.The turns of this coil, when viewed on a plane perpendicular to the coil axis, have two opposite first sides and two opposite second sides. Preferably, the first sides are perpendicular to the second sides, resulting in a rectangular shape. However, for example, a trapezoidal shape, diamond shape, round shape or oval shape are possible.
Die beiden ersten Seiten sind flach und erstrecken sich nur in einer zur Spulenachse senkrechten Ebene. Die beiden ersten Seiten tragen somit nicht zur Steigung der Spule bei. Die Steigung der Spule ist durch die beiden zweiten Seiten gebildet. Hierzu sind die beiden zweiten Seiten als Etagen ausgebildet und erstrecken sich in einer zur Spulenachse geneigten Ebene.The first two sides are flat and extend only in a plane perpendicular to the coil axis. The two first pages thus do not contribute to the slope of the coil. The slope of the coil is formed by the two second sides. For this purpose, the two second sides are formed as floors and extend in a plane inclined to the coil axis.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels genauer erläutert. Hierzu zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Gusswerkzeugs auf eine zur Entformungsrichtung senkrechte Ebene, -
2 eine schematische Ansicht eines durch das erfindungsgemäße Gusswerkzeug gegossenen Positivs, -
3 eine Detailansicht aus 2 , -
4 verschiedene Ansichten einer mit dem erfindungsgemäßen Gusswerkzeug herstellbaren Spule gemäß einer ersten Variante, -
5 verschiedene Ansichten einer mit dem erfindungsgemäßen Gusswerkzeug herstellbaren Spule gemäß einer zweiten Variante, -
6 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gusswerkzeug, -
7 eine erste schematische Ansicht eines Schiebers des erfindungsgemäßen Gusswerkzeugs, und -
8 eine zweite schematische Ansicht des Schiebers des erfindungsgemäßen Gusswerkzeugs.
-
1 a schematic view of the casting tool according to the invention on a plane perpendicular to the Entformungsrichtung, -
2 a schematic view of a cast by the casting tool according to the invention positive, -
3 adetailed view 2 . -
4 different views of a producible with the casting tool according to the invention coil according to a first variant, -
5 different views of a producible with the casting tool according to the invention coil according to a second variant, -
6 a schematic side view of the casting tool according to the invention, -
7 a first schematic view of a slider of the casting tool according to the invention, and -
8th a second schematic view of the slider of the casting tool according to the invention.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines Gusswerkzeugs
Das Gusswerkzeug
Wie insbesondere
Das Gusswerkzeug
Die
In jedem Formnest
An den beiden Enden der Spule
Die Spule
Wie
Die Schieber
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gusswerkzeugcasting tool
- 22
- feste Gussformseitesolid casting side
- 33
- bewegliche Gussformseitemovable mold page
- 44
- Entformungsrichtungunmolding
- 55
- Formnestercavities
- 66
- Schieberpusher
- 77
- AngussabschnittAngus section
- 88th
- GießlaufzentralpunktGießlaufzentralpunkt
- 99
- GießlaufarmeGießlaufarme
- 1010
- Überlaufoverflow
- 1111
- Schieberrichtungslide direction
- 1212
- Hilfsgeradeauxiliary straight
- 1313
- SpulenmittelpunktCoil center
- 1414
- Kreiscircle
- 1515
- schiefe Flächeninclined surfaces
- 1616
- Schrägsäuleangle pin
- 1717
- Säulenaufnahmetower holder
- 3030
- SpuleKitchen sink
- 3131
- Windungenturns
- 3232
- Kernbereichcore area
- 3333
- Spulenachsecoil axis
- 3434
- Anschlüsseconnections
- 3535
- EtagenFloors
- 3636
- erste Seitenfirst pages
- 3737
- zweite Seitensecond pages
- BB
- Breitewidth
- LL
- Längelength
- HH
- Höheheight
- DD
- Dickethickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102017211034.1A DE102017211034A1 (en) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Casting tool for cast electro-technical coils |
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