DE6608063U - Unrunde bandspule und werkzeug zu deren herstellung. - Google Patents

Description

Firma Metalloxyd GmbH
5ooo Köln- Braunsfeld

Widdersdorfer Strasse 329 - 331

Unrunde Bandspule^ und Werkzeug zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft unrunde, beispielsweise ovale, eckige, nierenförmige und dergleichen Bandspulen, sowie ein Werkzeug zum Verformen einer kreisrunden Bandspule zum Herstellen solcher unrunder Bandspulen.

Während man früher Spulen für elektrische Zwecke ausschließlich aus Drähten wickelte, sind seit einiger Zeit auch bereits Bandspulen bekannt, die aus einem dünnen Metallband gewickelt sind. So wie bei den Drahtspulen müssen selbstverständlich auch bei den Bandspulen die einzelnen Wickellagen elektrisch gegeneinander isoliert sein. Zur Isolierung sieht man vorzugsweise eine elektrisch isolierende Oberflächenbeschichtung auf dem Metallband vor. Es ist auch bekannt, daß sich elektrolytisch oxidierte oder anodisierte Aluminiumbänder vorzüglich zur Herstellung von Bandspulen eignen. Die auf der Oberfläche der Aluminium-

-1-

6608033-3.6.71

folie durch die elektrolytische Oxydation erzeugte Eloxalschicht ist, obwohl sie äußerst dünn ist, ein vorzüglicher Isolator. Sie ist sehr widerstandsfähig und weist eine innige Bindung mit dem Aluminium auf. Sie behindert die Wärmeleitung kaum, so daß die Wärmeableitung aus der Bandspule verbessert wird. Diese Vorteile der Bandspulen aus elektrolytisch oxydierten Aluminiumfolien gegenüber den herkömmlichen Rupferdraht spulen sind desgleichen bekannt. Die Bandspulen können in wesentlich höheren Temperaturbereichen verwendet werden, als die herkömmlichen Drahtspulen. Sie können mit einem Füllfaktor von 85 - 99% gewickelt werden. Selbst bei Berücksichtigung des Leitfähigkeitsfaktors von Aluminium gegenüber Kupfer von 1,61 sind die Aluminiumbandspulen fast um die Hälfte leichter als Rupferdrahtspulen. Auch gegenüber säurehaltigem öl und Seewasser sind eloxierte Aluminiumbandspulen überaus widerstandsfähig.

Für viele gewerbliche und industrielle Anwendungsfälle benötigt man seit langem Spulen, die nicht kreisrund sind, beispielsweise ovale, eckige, nierenformige und dergleichen Spulen. Es war bisher üblich, derartige unrunde Spulen bereits beim Wickeln entsprechend zu formen, das heißt, bereits beim Wickelvorgang der Spule die gewünschte Form zu geben. Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß das Wickeln unrunder Spulen wesentlich komplizierter ist und einen größeren Einrichtungs- und Personalaufwand erfordert, als das Wickeln kreisrunder Spulen.

Der Erfindung liegb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen unrunder Bandspulen anzugeben, bei denen man diesen bisher erforderlichen Einrichtungs- und Personalaufwand für das Wickeln unrunder Spulen vermeiden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht das Verfahren gemäß der

μ 22/2 6608063-3.6.71 -2-

Erfindung vor, daß man zunächst in herkömmlicher Weise eine kreisrunde Bandspule wickelt und diese dann durch äußere Krafteinwirkung in die gewünschte, unrunde Form bringt, woraufhin man die Bandspule in dieser unrunden Form fixiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man die Bandspule aus einem elektrolytisch oxydierten Aluminiumband wickelt. Es hat sich erwiesen, daß Bandspulen aus einem elektrolytisch oxydierten Aluminiumband sich vorzüglich durch das Verfahren gemäß der Erfindung in eine unrunde Form bringen lassen.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wickelt man also zunächst eine kreisrunde Spule, was bekanntlich einfach 1st und ohne großen Personal- und Einrichtungsaufwand durchgeführt werden kann. Sodann bringt man diese kreisrunde Bandspule durch äußere Kräfteinwirkung in die gewünschte, unrunde Form, was bei Bandspulen aus elektrolytisch exydiertem Aluminiumband mit verhältnismäßig geringem Kraftaufwand durchführbar ist. Wegen der Elastizität des Materials ist es dann nur noch erforderlich, die Bandspule in dem gegebenen Verformungszustand zu fixieren. Man erhält so mit überaus einfachen Mitteln Bandspulen jeder beliebigen, gewünschten Form.

Die Erfindung sieht im einzelnen vor, daß man die kreisrund gewickelte Bandspule zwischen zwei von außen angreifenden Formbacken verformt. Bei einfachen Formen, beispielsweise für die Herstellung von ovalen oder mehreckigen Spulen mit abgerundeten Ecken, genügt es ohne weiteres, die Verformung mit von außen angreifenden Formbacken vorzunehmen.

Bei komplizierten Formen sieht die Erfindung vor, daß man zur Verformung der kreisrunden Bandspule in deren Innerem zunächst

μ 22/2 6608063-3.6.71

einen Formkern entsprechender Gestalt anordnet, um dann die Bandspule mit von außen angreifenden Formbacken gegen diesen inneren Formkern zu verformen.

Die Erfindung sieht in weiterer Ausgestaltung vor, daß man einen mehrteiligen Formkern im Inneren der kreisrunden Bandspule anordnet, dessen einzelne Formkernteile auseinanderbewegbar sind.

Die Fixierung der Bandspule in der gewünschten Form kann auf vielfältige Weise geschehen. So kann man die verformte Bandspule in ein entsprechend gestaltetes Gehäuse einlegen oder im Inneren der Bandspule einen entspreachend gestalteten Kern anordnen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man beim Wickeln der kreisrunden Bandspule zwischen mindestens zwei benachbarten, vorzugsweise außen liegenden Windungen einen Kleber anordnet, der nach der anschließenden Verformung härtet, so daß die Bandspule infolge dieser Härtung ihre gewünschte Form beibehält. Hierbei wird die Formhaitigkeit der Bandspule einerseits dadurch erreicht, daß die benachbarten, miteinander verklebten Wicklungen sich nicht mehr gegeneinander verschieben können und daher die Bandspule ihre Form beibehält. Andererseits trägt auch die Härtung des Klebers zur Formhaitigkeit bei.

Gemäß einem anderen, auch gleichzeitig anwendbaren Verfahren zur Fixierung der Bandspule in der gewünschten Form sieht die Erfindung vor, daß man auf mindestens einer Seitenfläche der Bandspule einen nach der Verformung härtenden Kleber aufbringt.

Auch kann man die verformte Bandspule mit einem Gewebeband bewickeln, das mit einem härtenden Kleber imprägniert ist. In allen diesen Fällen braucht man also nach der Verformung der

μ 22/2 6608063-3.B.71 -*-

Bandspule nur so lange abzuwarten, bis der Klebe;- erhärtet ist. !Darm behält die Bandspule die ihr erteilte Form ohne weiteres bei. Bei Verwendung von Klebern, die durch besondere Maßnahmen, wie beispielsweise Erwärmung, härten, muß man selbstverständlich zur Fixierung diese besondere Maßnahme anwenden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine unrunde, beispielsweise ovale, vieleckige, nierenförmige oder dergleichen Bandspule, deren Besonderheit darin liegt, daß die zunächst kreisrund gewickelte und dann in der gewünschten Form verformte Bandspule zwischen mindestens zwei benachbarten Wickellagen und/oder auf mindestens einer Seitenfläche mit einem härtenden Kleber versehen ist oder daß diese Bandspule mit einem Gewebeband umwickelt ist, das mit einem härtenden Kleber imprägniert ist. Diese Bandspulen bestehen erfindungsgemäß vorzugsweise aus elektrolytisch oxydiertem Aluminiumband.

Die Erfindung schlägt ferner ein Werkzeug zum Verformen einer kreisrunden Bandspule unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens vor, das mindestens zwei einandergegenüberliegend angeordnete und mittels eines Antriebes aufeinanderzubewegbare Formbacken aufweist. Der Antrieb kann über sin Gestänge, über eine Kolben-Zylinderanordnung oder auf andere Weise auf die Formbacken einwirken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Formbacken ~uf den einander zugekehrten Seiten entsprechend der gewünschten, unrunden Bandspulenform profiliert sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug mittig zwischen den Formbackenpaaren einen Formkern

M 22/2 - 5 -

auf, der einteilig sein oder aus aieh^reren. mittels eines Antriebes auseinanderbewegbaren Teilen bestehen kann.

Die Formbacken und/oder der Formkern können beispielsweise auch Hohlkörper aus elastisch verformbarem Werkstoff sein, in deren Inneres ein Druckmittel einleitbar ist. Die kreisrunde Bandspule wird dann in diesem Werkzeug angeordnet, während die Kohlkörper noch nicht mit Druckmittel beaufschlagt sind. Anschließend wird das Druckmittel in das Innere dieser Hohlkörper eingeleitet, so daß diese prall ausgedehnt werden und dabei die Verformung der kreisrunden Bandspule bewirken.

Weitere Aufgaben„ Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispisle, in der auf die bei-liegenden Zeichnungen Bezug genommen

ι wird. *

Fig. L zeigt eine kreisrund gewickelte Bandspule mit zwei von außen angreifenden Werkzeugen vor der Verformung.

Fig. 2 zeigt eine ovale Bandspule, die beispielsweise mit der Anordnung nach Fig. 1 herstellbar ist.

Fig. 3 zeigt eine kreisrunde Bandspule mit einem innenliegenden Keim und vier äußeren Fcrnibscketi.

Fig. 4 zeigt eine viereckige Bandspule, die beispielsweise mit der Anordnung nach Fig. 3 formbar ist.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines Formkernes.

Fig. 6 zeigt eine kreisrunde Bandspule mit zwei Formbacken zur Formung einer nierenfcrmigen Bandspule.

μ 22/2 6608063-3.6.71

Fig. 7 zeigt eiru; solche nierenförmige Bandspule.

\ Fig. 8 zeigt in stark vergrößertem Maßstab einen Teilquer-

1 schnitt durch eine Bandspule, wobei auf eine Seiten-

S fläche dieser Bandspule ssur Fixierung eine Binder

oder Kleberschicht aufgebracht ist.

Fig. 9 zeigt in einer der Fig. 8 entsprechenden Darstellung die Anordnung einer Binder- odär Rieberschicht zwischen außanliegenden tficklungslagen.

Fig. 10 zeigt in einer den Figuren 8 und 9 entsprechenden Darstellung die Anordnung eines mit einem Binderoder Kleber imprägnierten Gewebebandes um eine Bandspule .

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wickelt man zunächst auf herkömmliche Weise eine kreisrunde Bandspule 10, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Anschließend bringt man diese Bandspule zwischen äußere Formwerkzeuge, um die Bandspule in die ji gewünschte Form zu bringen. In Fig. 1 bestehen die äußeren

I Formwerkze ige aus zwei Formbacken 11, die einander gegenüber-

| liegend angeordnet sind und die auf ihrer der Bandspule züge··

I kehrten Seite ausgerundet sind. Wenn man die Formbacken 11

I entsprechend der Darstellung durch die Pfeile 12 mittels eines

• Antriebes einander annähert, so verformen sie die Bandspule 10,

I so daß diese beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte, ovale

I Form erhält.

ρ Da Bandspulen eine nicht unerhebliche Elastizität haben, muß

nach der Verformung für eine Fixierung der verformten Bandspule

*; gesorgt werden. Dies kann auf die verschiedenste Weise geschehen. Beispielsweise könnte man in das Innere der Bandspule

μ 22/2 6608063-3.6.71 -⁷-

einan jeenau passenden, ovalen Kern einlegen. Auch könnte aan entsprechend der Darstellung in Fig. 2. um die verformte Bandspule 14 herum ein Band 15 schlingert, das die Bandspule in der gewünschten ovalen Form hält. G«a?\ß einer bevorzugten Ausführungsforni der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß raunt bereits beim Wickeln der kreisrunden Bandspule 10 zwischen den äußeren WickelIngen einen Kleber anordnet, der erst nach der Verformung der Bandspule erhärtet. Da diese äußersten Wickellagen dadurch gegeneinander unverschieblich fixiert werden, behält die Bandspule die ihr erteilte Form bei. Bei dem Rieber oder Binder kann es sich nach Belieben um einen bei Raumtemperatur hartenden Hinder oder um einen Binder handeln, der zur Härtung einer Erwärmung bedarf. Die Struktur der Oxydschicht auf der Oberfläche eines Aluminiumbandes begünstigt die innige Bindung des Binders mit der Oberfläche.

Während zur Verformung der Bandspule gemäß Fig. i nur zwei einander gegenüberliegende Formbacken 11 vorgesehen sind, zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform, bei der im Inneren der kreisrunde. Bandspule 16 ein Formkern 17 und außerdem außerhalb der Banspule 16 vier Formbacken 18, 19 paarweise einander gegenüberliegend vorgesehen sind, wobei diese Formbacken jeweils in Richtung der Pfeile 20, 21 mittels geeigneter Antriebe aufeinander zubewegbar sind, bis die Bandspule 16 beispielweise die in Fig. 4 dargestellte viereckige Form 22 angenommen hat. Nach dar Fixierung kann nan die Formbacken 18, 19 öffnen und den Formkern 17 entfernen, woraufhin die Bandspule 22 ihre Form beibehält. Selbstverständlich wird man bei einer in eine sechseckige Form zu bringenden Bandspule drei Formbackenpaare, das heißt also jeweils für jede der Seiten eine Formbacke auf der Außenseite der zu verforaenden, kreisrunden Bandspule anordnen. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Formbacken paarweise einander genau gegenüberliegen. Beispielsweise könnte

μ 22/2 6608063-3.6.71 - ⁸ -

man eine dreieckige, fünfeckige usw. Bandspule mit drei, fünf usw. Formbacken formen.

Fig. 3 zeigt eine weitere, mögliche Variante der Erfindung. Es kann zuweilen zweckmäßig sein, im Inneren der kreisrunden Bandspule 16 einen mehrteiligen Formkern 17 anzuordnen, dessen einzelne Teile man dann zur Verformung der Bandspule auseinandertreiben kann. In Fig. 3 ist der Formkern 17 beispielsweise durch die diagonal verlaufenden, gestrichelten Linien 171 in vier Teile unterteilt, die mittels eines geeigneten Antriebes in Richtung der Pfeile 172 gegen die Innenseite der kreisrunden Bandspule 16 auseinandertreibbar sind.

Die Figuren 6 und 7 zeigen ein Beispiel für die Herstellung einer nierenförmigen Bandspule. Die zunächst kreisrunde Bandspule 24 wird zwischen zwei Formbacken 26, 28 verformt, von denen die Formbacke 26 auf ihrer der Bandspule 24 zugekehrten Seite konkav ist, während die Formbacke 28 auf ihrer der Bandspule 24 zugekehrten Seite einen Buckel 30 aufweist, der in seiner Form der Einbuchtung 34 einer nierenförmigen Bandspule 32 (Fig. 7) entspricht. Die Formbacken 26, 28 werden zur Verformung der kreisrunden Bandspule 24 mittels eines geeigneten Antriebes in Richtung der Pfeile 29 aufeinander zubewegt. Nach der Fixierung der nierenförmigen Bandspule 32 behält diese die ihr erteilte Form bei.

Die Formbacken können bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen über Hebelgestänge mit einem geeigneten, herkömmlichen Antrieb verbunden sein. Auch kann man die einzelnen Formbacken an den Kolbenstangen eines Druckmittelzylinders befestigen, um die Formbacken durch Beaufschlagung dieser Zylinder

findung besteht darin, daß man die Formbacken und/oder den

j μ 22/2 6608063-3.6.71 -9-

Formkern aus einem Hohlkörper herstellt, dessen Wand aus elastisch nachgiebigem Werkstoff besteht. Fig. 5 zeigt ein der Fig. 3 entsprechendes Ausführungsbeispiel· eines inneren Formkerns, der derart ausgebildet ist. Hier besteht der Formkern aus einer allseitig geschlossenen Wand 173 aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, beispielsweise aus einem mit einer Gewebeeinlage verstärkten Gummi. In die Wand 173 mündet eine Zuleitung 174, in der ein Ventil 175 angeordnet ist und durch die ein Druckmittel in das Innere 176 des Formkerns 173 eingelassen werden kann. Man bringt den Formkern 173 in das Innere der kreisrunden Bandspule 16 ein, ohne daß sich ein Druckmittel im Inneren 176 des Formkerns 173 befindet. Während der Verformung der Bandspule läßt man nun das Druckmittel über die Leitung 174 in den Formkern 173 eintreten, so daß sich die elastisch verformbare Wand dieses Formkerns von inen gegen die Bandspule anpresst und ihr die gewünschte Form gibt. Durch die Gewebeeinlage in der elastisch nachgiebigen Wand 173 erreicht man, daß diese die ihr gegebene, in Fig. 5 viereckige Form an sich beibehält, so daß die Bandspule entsprechend der Gestalt des von innen beaufschlagbaren Formkerns 173 verformt wird.

Die Figuren 8, 9 und 10 zeigen nur beispielhaft und nicht etwa abschließend mögliche Ausführungsformen der Fixierung einer verformten Bandspule. In Fig. 8 ist auf mindestens eine Seitenfläche der aus den Wickellagen 40 bestehenden Bandspule eine Schicht 42 aus einem härtenden Kleber oder Binder aufgebracht worden, der die Bandspule in der gegebenen Form hält. Zumeist wird die Binderschicht 42 gemäß der Darstellung bei 44 etwas zwischen die Wickellagen 40 eindringen, wodurch die Verbindung zwischen der Binderschicht und der Bandspule verbessert wird.

Bei der Darstellung gemäß Fig- 9 ist zwischen den äußersten

μ 22/2 6608063-3.6.71 - ¹⁰ -

Wickellagen 40 je eine Binderschicht 46 angeordnet, Diese Binderschicht wird nach der Erhärtung nicht nur in sich hart, sondern sie verbindet die aufeinanderliegenden Wickellagen 40 miteinander, so daß die Bandspule ihre gegebene Form beibehält.

Man kann auch gemäß Fig. 10 die Bandspule mit einem Gewebeband bewickeln, das mit einem härtenden Binder imprägniert ist.

Es zeigt sich, daß die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen unrunder, beliebig geformter Bandspulen angibt, das überaus einfach anzuwenden ist. Die Erfindung liefert beliebig gestaltete, unrunde Bandspulen, die formbeständig sind, wobei insbesondere im Falle der Verwendung eines Binders oder Klebers zur Fixierung der Bandspulenform keine hinderlichen, die Wärmeableitung störenden Spulenkerne cder dergleichen in der fertigverformten Bandspule verbleiben müssen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht an die Einzelheiten der dargestellten Ausführungsbeispiele gebunden. Im Rahmen des fachmännischen Könnens sind zahlreiche Varianten und Abwandlungen möglich, die selbstverständlich unter den Schutzumfang der Erfindung fallen.

M 22/2 - 11 -

Claims (7)

5ooo K ö 1 η -Braunsfeld Widdersdorfer Strasse "»29 - 331 SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Unrunde, beispielsweise ovale, vieleckige, nierenföinnige oder dergleichen Bandspule, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst kreisrund gewickelte und dann in der gewünschten Weise verformten Bandspule ( 14, 22, 32) zwischen mindestens zwei benachbarten Wickellagen ( 4o) und / oder auf mindestens einer Seitenfläche mit einem härtenden Kleber ( 42,<*4,46) ve.sehen ist.

2.) Unrunde, beispielsweise ovale, vieleckige, nierenförmige oder dergleichen Bandspule, dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst kreisrund gewickelte und dann in der gewünschten Weise verformte Bandspule mit einem Gewebeband (48) umwickelt ist, das mit einem härtenden Kleber imprägniert ist.

3.) Bandspule nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus elektrolytisch oxidiertem Aluminiumband besteht. -

- 13 -

4.) Werkzeug zum Verformen einer kreisrunden Bandspule zu einer unrunden Bandspule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei oder mehr einander gegenüberliegend angeordnete und mittels eines Antriebes (12, 2o 21, 29) aufeinander zu bewegbare Formbacken ( 11, 18/19, 26, 28).

5.) Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbacken (11, 26, 28) auf den einander zugekehrten Seiten entsprechend der gewünschten, unrunden Bandspulenfor« profiliert sind.

6.) Werkzeug nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennte Ichnet durch einen mittig zwischen den Formbackenpaaren angeordneten Formkern (17).

7.) Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkern (17) aus mehreren, mittels eines Antriebes (172) auseinanderbewegbaren Teilen(171) besteht.

-.) Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadruch gekennzeichnet, daß die Formbacken und- /oder der Formkern (173) Hohlkörper aus elastisch verformbarem Werkstoff sind, in deren Inneres (176) ein Druckmittel ( 174) einleitbar Ist.