Verfahren zur Herstellung von Massivkernen aus Lamellen

Abstract

 Massivkerne werden beispielsweise als Magnetkerne bei Zündsystemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bei dem Verfahren zu ihrer Herstellung werden die Lamellen (2) aus einem Blechband (1) herausgestanzt und zum Massivkern zusammengesetzt. Um das Blechband (1) beim Heraustrennen der Lamellen (2) für den Massivkern optimal nutzen zu können, wird das Blechband (1) in seiner Längsrichtung in wenigstens zwei Blechbahnen (4 bis 6) getrennt, aus denen die Lamellen (2) quer zur Längsrichtung der jeweiligen Blechbahnen (4 bis 6) abgetrennt werden. Mit diesem Verfahren ist eine hundertprozentige Materialausnutzung möglich.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Massivkernen aus Lamellen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Es ist bekannt, aus einem Blechband mit einem Folgestanzwerkzeug Lamellen herauszustanzen, die zum Massivkern zusammengefügt werden. Solche Massivkerne werden beispielsweise als Magnetkerne bei Zündsystemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Lamellen werden in einzelnen Stanzschritten aus dem Blechband gestanzt, wobei quer zur Bandlängsrichtung in einer ersten Stanzfolge mit Abstand voneinander erste Lamellen ausgestanzt werden. In einem nachfolgenden Stanzschritt werden in die zwischen den ausgestanzten Lamellen verbleibenden Bandbereiche weitere Lamellen ausgestanzt. Bei diesem Verfahren fällt erheblicher Schrottabfall an, da zwischen den ausgestanzten Lamellen Blechstege stehenbleiben, die nicht mehr verwertet werden können.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, daß das Blechband beim Heraustrennen der Lamellen für den Massivkern optimal genutzt werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird das Blechband in seiner Längsrichtung zunächst in wenigstens zwei Blechbahnen getrennt. Aus diesen Blechbahnen werden dann quer zur Längsrichtung nacheinander die einzelnen Lamellen abgetrennt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit eine hundertprozentige Materialausnutzung möglich.

[0006] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

[0007] Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

in schematischer Darstellung ein Blechband während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2

ein Fügewerkzeug zur Herstellung eines Massivkerns,

Fig. 3

in vergrößerter Darstellung einen Teil des Fügewerkzeuges gemäß Fig. 2 in einer Ausgangsstellung,

Fig. 4

einen Teil des Fügewerkzeuges in einer Endstellung,

Fig. 5

verschiedene Ausführungsformen der Verbindung der einzelnen Lamellen zum Massivkern,

Fig. 6

in vergrößerter Darstellung eine Lamelle zur Herstellung des Massivkerns,

Fig. 7

in vergrößerter Darstellung und im Schnitt einen Stempel, der aus dem Blechband die Lamelle gemäß Fig. 6 heraustrennt,

Fig. 8

eine zweite Ausführungsform einer Stanzeinrichtung beim Heraustrennen von Lamellen aus dem Blechband,

Fig. 9

in schematischer Darstellung und in Draufsicht die Matrize und den Stempel gemäß Fig. 7, mit denen eine Lamelle abgetrennt wird,

Fig. 10

in einer Darstellung entsprechend Fig. 9 eine weitere Möglichkeit, aus einem Blechband Lamellen abzutrennen.

[0008] Mit dem im folgenden beschriebenen Verfahren werden aus einem Blechband 1 (Fig. 1) Lamellen 2 herausgetrennt, aus denen ein Massivkern 3 in Form eines Kernpaketes 3 (Fig. 5) hergestellt wird. Er hat etwa zylindrische Form. Um sie zu erreichen, sind die einzelnen Lamellen 2 unterschiedlich breit. Der Massivkern 3 wird beispielsweise als Magnetkern in Zündsystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.

[0009] Zur Herstellung der Lamellen 2 wird das Blechband 1 zunächst in seiner Längsrichtung geschlitzt, wodurch einzelne Blechbahnen 4 gebildet werden (Fig. 1). Sie sind zur Herstellung des zylindrischen Massivkerns 3 unterschiedlich breit. In Fig. 1 ist das Blechband 1 nur beispielhaft in drei Blechbahnen 4 bis 6 aufgeteilt. Das Blechband 1 kann auch nur in zwei oder auch mehr als drei Blechbahnen aufgeteilt werden. Die Blechbahnen müssen auch nicht unterschiedliche Breite haben, sondern können auch gleich breit sein. In diesem Falle werden aus den Lamellen 2 keine im Querschnitt etwa kreisförmigen, sondern eckige Massivkerne gebildet. Im dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel ist allerdings der Massivkern etwa zylindrisch ausgebildet, so daß er entsprechenden kreisförmigen Querschnitt hat.

[0010] Nach der Längsaufteilung der Blechbahn 1 werden in den Blechbahnen 4 bis 6 Formschlußmittel 7 vorgesehen, die beispielsweise Löcher oder warzenartige Erhebungen sein können. Nach dem Anbringen der Formschlußmittel 7 werden die Blechbahnen 4 bis 6 senkrecht zu ihrer Längsrichtung in die einzelnen Lamellen 2 aufgetrennt.

[0011] Aufgrund dieser Verfahrensweise wird das Blechband 1 optimal ausgenutzt. Es tritt nahezu kein Materialabfall auf, so daß eine fast hundertprozentige Ausnutzung des Blechbandes 1 erreicht wird. Dadurch kann der Massivkern 3 kostengünstig gefertigt werden. Zum Längsschlitzen des Blechbandes 1 und zum Abtrennen der Lamellen 2 sind keine konstruktiv aufwendigen Vorrichtungen und Werkzeuge erforderlich. Zum Schlitzen des Blechbandes 1 in seiner Längsrichtung können beispielsweise rotiernede Schlitzmesser, aber auch Matrize und Stempel, herangezogen werden. Zum Abtrennen der Lamellen 2 aus den streifenförmigen Blechbahnen 4 bis 6 können einfache Stempel eingesetzt werden.

[0012] Aus den unterschiedlich breiten und vorteilhaft gleich langen Lamellen 2 wird der Massivkern 3 zusammengesetzt. Fig. 2 zeigt in Draufsicht die unterschiedlich breiten Lamellen 2. Die Zylinderform des Massivkerns 3 wird um so mehr erreicht, je geringer die Abstufung in den Breiten der Lamellen 2 ist. Über die Formschlußmittel 7 werden die aufeinander liegenden, im Ausführungsbeispiel rechteckigen Lamellen 2 formschlüssig miteinander verbunden. Sind die Formschlußmittel 7 warzenartige Ausprägungen in der Lamelle 2, dann greift die jeweils obere Lamelle 2 mit ihren Vorsprüngen 7 in die entsprechenden Vertiefungen an der Rückseite der benachbarten Lamelle 2 ein. Die Lamellen 2 werden auf diese Weise im Stanzpaketierverfahren formschlüssig miteinander verbunden. Fig. 5a zeigt einen solchen, durch Stanzpaketieren hergestellten Massivkern 3.

[0013] Es ist auch möglich, an den Lamellen 2 keine Formschlußmittel vorzusehen, sondern die zu einem Massivkern 3 aufeinandergesetzten Lamellen 2 in ein Rohr 8 (Fig. 5b) zu schieben. Der Innendurchmesser des Rohres 8 entspricht dem Außendurchmesser des Massivkerns 3. Das Rohr 8 hält die Lamellen 2 des Massivkerns 3 zuverlässig zusammen. Im Rohr 8 können die Lamellen 2 beispielsweise eingeklebt sein. Auch ist es möglich, nach dem Einschieben des Massivkerns 3 das Rohr 8 an beiden Enden zu verschließen.

[0014] Fig. 5c zeigt die Möglichkeit, die einzelnen Lamellen 2 des Massivkerns 3 durch Nieten 9 miteinander zu verbinden, welche die Lamellen 2 durchsetzen. In diesem Fall sind die Lamellen 2 mit Öffnungen für die Nieten 9 versehen.

[0015] Die aufeinander liegenden Lamellen 2 können gemäß Fig. 5d auch durch Schweißen zum Massivkern 3 zusammengefügt sein. Zum Schweißen kann eine Laserschweißvorrichtung oder ein Laseraggregat herangezogen werden.

[0016] Die Lamellen 2 können auch durch eine Umwicklung 10 (Fig. 5e) zusammengehalten sein.

[0017] Es ist ferner möglich, die aufeinander liegenden Lamellen 2 miteinander zu verkleben. In diesem Falle ist eine Klebevorrichtung zum Auftrag des Klebemittels auf die Lamellen 2 vorgesehen. Gegebenenfalls kann noch ein Anwärmaggregat vorgesehen sein, um den Abbindevorgang zu beschleunigen. Es ist auch möglich, ein Blechband 1 zu verwenden, auf das ein Kleber schon aufgebracht ist, der bei Raumtemperatur nicht klebefähig ist.

[0018] In den Fällen, in denen die Lamellen 2 in das umhüllende Bauteil 8 gesteckt oder zusammengeschweißt oder umwickelt oder verklebt werden, sind Formschlußmittel bzw. Öffnungen in den Lamellen 2 nicht erforderlich. Dann muß das Blechband 1 lediglich in seiner Längsrichtung geschlitzt und aus den entsprechenden Blechbahnen die Lamellen gestanzt werden.

[0019] Die Lamellen 2 werden vorteilhaft mit einem Fügewerkzeug 11 zum Massivkern 3 zusammengesetzt. Das Fügewerkzeug 11 hat vorteilhaft vier Werkzeugteile 12 bis 15, die jeweils radial in bezug auf den Massivkern verstellbar sind (Fig. 2). In der Fügestellung liegen die vier Werkzeugteile 12 bis 15 mit abgeschrägten Stirnseiten 16, 17 flächig aneinander. Jedes Werkzeugteil 12 bis 15 hat zwei etwa rechtwinklig zueinander liegende Stirnseiten 16, 17, zwischen denen eine konkave, teilkreisförmige Vertiefung 18 liegt. Liegen die Werkzeugteile 12 bis 15 mit ihren Stirnseiten 16, 17 aneinander, bilden die Vertiefungen 18 einen zylindrischen Aufnahmeraum 19 für den Massivkern 3. Die Lamellen 2 des Massivkerns 3 liegen mit ihren in Achsrichtung des Massivkerns 3 verlaufenden Rändern an der Wandung des Aufnahmeraumes 19 an.

[0020] Vorteilhaft kann das Fügewerkzeug 11 auch als Preß- bzw. Prägewerkzeug ausgebildet werden. Wie Fig. 3 für ein solches Fügewerkzeug 11 zeigt, liegen die Lamellen 2 des Massivkerns 3 mit ihren axial verlaufenden Längsrändern 20 in einer Ausgangsstellung der Werkzeugteile 11 bis 15 an der Wandung des Aufnahmeraumes 19 an. Zwischen den aufeinander liegenden Lamellen 2 und der Wandung 21 des Aufnahmeraumes 19 verbleiben im Querschnitt etwa dreieckförmige Zwischenräume 22. Die Werkzeugteile 12 bis 15, die in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform noch Abstand voneinander haben, werden radial nach innen verschoben. Hierbei werden die Lamellen 2 im Randbereich der Längsränder 20 derart plastisch verformt (Fig. 4), daß die Lamellen 2 im Bereich der Längsränder 20 abgeflacht werden, indem ein Teil des Randbereiches der Lamellen 2 in die Zwischenräume 22 verdrängt wird. Diese durch plastische Verformung entstehenden verdrängten Bereiche 23 sind in Fig. 4 dargestellt. Aufgrund der verformten Bereiche 23 werden die Zwischenräume 22 verkleinert. Da außerdem die Lamellen 2 durch den Preßvorgang im Bereich ihrer Längsränder 20 abgeflacht werden, hat der Massivkern 3 eine optimale zylindrische Außenform.

[0021] Durch Abstimmung der Dicke der Lamellen 2 kann erreicht werden, daß die Zwischenräume 22 nur so groß sind, daß die verformten Bereiche 23 der Lamellen 2 die Zwischenräume 22 vollständig ausfüllen. In diesem Falle hat der Massivkern 3 eine optimale Zylinderform, obwohl er aus den rechteckigen Blechlamellen 2 gebildet wird.

[0022] In Fig. 3 ist mit der ausgezogenen Linie die Innenwand 21 der Werkzeugteile 12 bis 15 in der Ausgangsstellung und mit einer strichpunktierten Linie in der Lage nach dem Preßvorgang dargestellt. Nach dem Pressen sind die Lamellen 2 anstelle ihrer Längsränder 20 mit gekrümmten Flächen 24 versehen, die in der Mantelfläche des fertigen Massivkerns 3 liegen. Aufgrund des beschriebenen Preßvorganges wird das Füllvolumen des Massivkerns, bezogen auf den Kreisquerschnitt, im Vergleich zu einem nicht verpreßten Massivkern 3 erhöht. Außerdem wird die Gratbildung (Längsränder 20) beseitigt. Aufgrund der Erhöhung des Füllvolumens hat der Massivkern 3 hervorragende elektrische Eigenschaften.

[0023] Fig. 6 zeigt in vergrößerter Darstellung eine der Lamellen 2. Die an den Rändern der Lamelle vorgesehenen Grate 25 bis 28, die sich aufgrund des Trennvorganges ergeben, sind vergrößert dargestellt. Die an den beiden Längsseiten vorhandenen Grate 25, 27 sowie der eine an der einen Schmalseite vorgesehene Grat 26 stehen in gleicher Richtung von der Lamelle 2 ab. Der an der gegenüberliegenden Schmalseite der Lamelle 2 vorhandene Grat 28 hingegen ist entgegengesetzt zu den anderen Graten 25 bis 27 angeordnet.

[0024] Fig. 7 zeigt im Querschnitt das Blechband 1 bzw. eines seiner Blechbahnen 4 bis 6. Im Bereich einer Matrize 29 wird die Lamelle 2 quer zur Längsrichtung der entsprechenden Blechbahn mittels eines Stempels 30 abgetrennt. Aufgrund dieses Schneidprozesses ergibt sich die in Fig. 6 dargestellte wechselnde Stanzgratrichtung.

[0025] Fig. 8 zeigt die Möglichkeit, die Lamellen 2 aus dem Blechband 1 in dessen Längsrichtung mit Stempeln 30 herauszutrennen. Die Stempel 30 werden zwischen jeweils zwei Matrizen 29 in das Blechband 1 eingetaucht. Hierbei werden die Lamellen 2 herausgestanzt, deren Grate sich in gleicher Richtung erstrecken. Die Lamellen 2 werden während dieses Abtrennvorganges federnd abgestützt.

[0026] Fig. 9 zeigt die Lage von Matrize 29 und Stempel 30. Die Schneidkante 31 des Stempels verläuft gerade und senkrecht zur Längsrichtung der Blechbahn 4 bis 6. Die aus der Blechbahn abgetrennte Lamelle 2 weist dadurch gerade verlaufende Schmalseiten auf. Die für den Massivkern 3 verwendeten Lamellen haben somit, in Draufsicht gesehen, Rechteckform. Insbesondere können die Ecken der Lamelle 2 aufgrund dieser Herstellungsweise ohne Radien sein.

[0027] Sind im Eckbereich der Lamellen 2 jedoch Radien oder andere Profilierungen gewünscht, kann ein entsprechendes Werkzeug mit entsprechend gestalteter Matrize 29 und Stempel 30 eingesetzt werden. In Fig. 9 sind mit gestrichelten Linien zwei Stanzwerkzeuge 32 dargestellt, mit denen an den Längsrändern der jeweiligen Blechbahnen 4 bis 6 in Abständen voneinander Profilierungen 33 angebracht werden. Mit dem Stempel 30 wird die Blechbahn 4 bis 6 quer zu deren Längsrichtung im Bereich der Profilierungen 33 zur Bildung der Lamellen 2 abgetrennt. Dadurch sind die Lamellen 2 wenigstens an einem Ende, vorzugsweise an beiden Enden, mit der gewünschten Profilierung versehen, die im Ausführungsbeispiel eine Abrundung ist.

[0028] Fig. 10 zeigt eine Möglichkeit, zunächst im jeweiligen Blechband 4 bis 6 eine beispielsweise rechteckige Öffnung 34 zu stanzen, in deren Längsrichtung anschließend mit dem Stempel 30 die Lamelle 2 abgetrennt wird. Dadurch sind die Lamellen 2 an ihren Schmalseiten mit Aussparungen versehen, die bei zusammengesetztem Massivkern 3 eine Vertiefung an dessen beiden Stirnseiten bilden. In diesen Vertiefungen kann bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5d die Schweißnaht untergebracht werden. Sie trägt somit stirnseitig nicht auf, so daß an den Stirnseiten des Massivkerns 3 problemlos beispielsweise Magnete befestigt werden können.

[0029] Mit dem beschriebenen Verfahren können die Lamellen 2 abfallos aus dem Blechband 1 herausgetrennt werden. Die Lamellen 2 werden zum Massivkern 3 gestapelt. Zum Paketieren und/oder Entgraten und/oder Nachprägen wird vorteilhaft das Fügewerkzeug 11 verwendet. Zum Zusammensetzen der Lamellen 2 durch Stanzpaketieren, Fügen, Nieten, Schweißen oder Umwinkeln sind entsprechende Montagewerkzeuge vorgesehen. Die Lamellen 2 werden vorteilhaft beim Hersteller der Lamellen zu den Massivkernen 3 in der beschriebenen Weise zusammengesetzt und gegebenenfalls mit dem Fügewerkzeug 11 entgratet und/oder verdichtet. Es ist aber auch möglich, die Lamellen 2 dem Kunden auszuliefern, der seinerseits die Lamellen zum Massivkern 3 zusammensetzt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Massivkernen aus Lamellen, die aus einem Blechband herausgetrennt und zum Massivkern zusammengesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband (1) in seiner Längsrichtung in wenigstens zwei Blechbahnen (4 bis 6) getrennt wird, aus denen die Lamellen (2) quer zur Längsrichtung der jeweiligen Blechbahn (4 bis 6) abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbahnen (4 bis 6) unterschiedliche Breite haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Blechbahnen (4 bis 6) vor dem Abtrennen der Lamellen (2) mit Formschlußmitteln (7), vorzugsweise warzenartigen Erhöhungen, versehen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) durch Stanzpaketieren zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) in einer rohrförmigen Aufnahme (8) zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) durch Nieten zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) durch Schweißen zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) durch Umwickeln zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) durch Kleben zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) mittels eines Fügewerkzeuges (11) zum Massivkern (3) zusammengesetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fügewerkzeug (11) wenigstens zwei, vorteilhaft gegen die Lamellen (2) bewegbare, vorzugsweise unabhängig voneinander bewegbare Werkzeugteile (12 bis 15) aufweist, die einen Aufnahrneraum (19) für die Lamellen (2) begrenzen.

12. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) nach dem Zusammensetzen zum Massivkern (3) entgratet werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Entgraten die Werkzeugteile (12 bis 15) des Fügewerkzeuges (11) gegen die Lamellen (2) so weit bewegt werden, daß die Grate (25 bis 28) der Lamellen (2) durch plastsiche Verformung weggedrückt werden.

14. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) nach dem Zusammensetzen zum Massivkern (3) im Bereich ihrer Längsränder (20) plastisch verformt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2) so plastisch verformt werden, daß die Außenseiten (24) der verformten Bereiche in einer gemeinsamen Zylindermantelfläche liegen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugteile (12 bis 15) des Fügewerkzeuges (11) zur Verformung gegen die Lamellen (2) bewegt werden.

17. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Verformen Bereiche (23) der Lamellen (2) in Zwischenräume (22) zwischen den Lamellen (2) und der Wandung des Aufnahmeraumes (19) des Fügewerkzeuges (11) verdrängt werden, und daß vorzugsweise die verdrängten Bereiche (23) die Zwischenräume (22) nahezu vollständig ausfüllen.

Zeichnung