DE2743544A1

DE2743544A1 - Cutting electrical laminations for motors and transformers - via laser controlled by punched tape obtd. using computer aided design

Info

Publication number: DE2743544A1
Application number: DE19772743544
Authority: DE
Inventors: Gustav Ing Grad Buenger; Conrad Dipl Phys Dr Schmidt
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-09-28
Filing date: 1977-09-28
Publication date: 1979-03-29

Abstract

The process uses esp. a CO2 laser and the following conditions:- (a) the cutting zone is fed with a gas contg. O2 and flowing at over 100 m/second; (b) the focal spot of the laser beam is below 0.15 mm dia.; and (c) the laser power and the cutting speed are adjusted to suit the thickness of the metal sheet so the structure of the latter is not harmed in the region of the cut. The laser pref. uses the TEMoo operating mode. Used for cutting silicon electric steel sheet or strip into laminations which may have a complex shape, and without impairing the electrical properties of the steel.

Description

2'Verfahren zum Trennen von Elektroblechen" 2 'Process for cutting electrical steel sheets "

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen von Elektroblechen fUr Elektromotoren und Transformatoren mit einem Laser, insbesondere mit einem CO2- Laser.The invention relates to a method for separating electrical steel sheets for electric motors and transformers with a laser, especially with a CO2 Laser.

Elektrobleche sind Bleche mit ein#Fe-Si-Legierung, wobei der Si-Cehalt zwischen 0,7 bis 4,5 #~o schwankt. Sie werden in Form von Blechtafeln oder Blechbändern angeliefert und mUssen Je nach Verwendungszweck - Elektromotore, Generatoren oder Transformatoren - entsprechend der geforderten Geometrie ausgestanzt bzw. ausgeschnitten und danach zu Ständer- und Läuferblechpaketen bzw. zu Kernen geschichtet werden. Die Elektrobleche dienen zur Führung und Verstärkung des magnetischen Flußes in den genannten elektrischen Geräten, wobei es darauf ankommt, daß schon bei geringen Magnetisierungsfeldstärken eine hohe magnetische Flußdichtung (Induktion) im Blech vorhanden ist und die Ummagnetisierungsverluste möglichst gering sind. Die Güte von Elektroblechen, die man auch Dynamo- und Transformatorenbleche netmt, ist nämlich um so besser, je niedriger die magnetischen Verlustwerte, die sich aus itystereseverlusten und Wirbelstromverlusten zusammensetzen, sind.Electrical steel sheets are sheets with an # Fe-Si alloy, where the Si content fluctuates between 0.7 and 4.5 # ~ o. They are in the form of sheet metal or sheet metal strips Delivered and MUST Depending on the intended use - electric motors, generators or Transformers - punched or cut out according to the required geometry and then layered to form stator and rotor laminations or cores. The electrical sheets are used to guide and strengthen the magnetic flux in the electrical devices mentioned, whereby it is important that even at low levels Magnetizing field strengths a high magnetic flux seal (induction) is present in the sheet metal and the magnetic reversal losses are as low as possible. The quality of electrical steel sheets, which are also known as dynamo and transformer sheets, namely, the lower the magnetic loss values that result, the better itysteresis losses and eddy current losses are composed.

Wie oben erwähnt, werden die Blechteile für die Ständer- und Läuferblechpakete bei elektrischen Maschinen sowie die Kernbleche für Transformatoren durch Stanzen bzw. durch Schneiden mit einer Rollen- oder Schlagschere hergestellt. Durch beide Bearbeitungsvorgänge geht die Güte der Elektrobleche zu einem erheblichen Teil verloren, d.h.: die Ummagnetisierungsverluste erhöhen sich und zwar aus zweierlei Gründen: zum einen tritt durch den Stanz- bzw. Schneidvorgang eine Gefügeveränderung im Schnitü1antenbereich auf, so daß das Material fast hartmagnetische Eigenschaften erhält, die erhöhte Jiystereseverluste zur Folge haben. Es hat sich herausgestellt, daß diese Verluste mit der Schnittkantenlange des Bleches linear ansteigen. Zum anderen ist es häufig der Fall, daß der beim Stanzen entstehende Grat an den Schnittlvanten der Bleche bei ungenauer Schichtung die Isolierung des benachbarten Bleches durchdringt, so daß unter Umständen mehrere Bleche kurz geschlossen werden können, was zu erhöhten Wirbelstromverlusten führt. Entgratet man die Bleche, dann bedeutet dies eine zusätzliche Gefügeveränderung im Schnittkantenbereich und damit eine weitere Erhöhung der Hystereseverluste. Ganz allgemein ist festzuhalten, daß die zur herstellung benötigen Stanzwerkzeuge oft kompliziert aufgebaut sind und aus hochwertigem Material bestehen müssen.As mentioned above, the sheet metal parts for the stator and rotor laminations in electrical machines as well as the core sheets for transformers by punching or made by cutting with a pair of roller or guillotine shears. By both Machining processes, the quality of the electrical steel sheets is lost to a considerable extent, i.e .: the core losses increase for two reasons: On the one hand, the punching or cutting process results in a structural change in the cutting area on, so that the material receives almost hard magnetic properties, which increased Jiysteresis losses result. It turned out that these losses increase linearly with the cutting edge length of the sheet. On the other hand, it is common the case that the burr created during punching on the cut edges of the sheets in the case of imprecise stratification, the insulation of the adjacent sheet penetrates, see above that under certain circumstances several sheets can be short-circuited, which leads to increased Eddy current losses leads. If you deburr the sheets, this means an additional one Structural change in the cut edge area and thus a further increase in hysteresis losses. In general, it should be noted that the punching tools required for production often have a complicated structure and must be made of high quality material.

Dennoch ist die Standzeit dieser Werkzeuge relativ gering, so daß insgesamt festgestellt werden kann, daß das mechanische Trennen von Elelctroblecherl eine Reihe von Nachteilen mit sich bringt .Nevertheless, the service life of these tools is relatively short, so that Overall it can be stated that the mechanical separation of Elelctroblecherl brings a number of disadvantages.

Man hat daher eine Reihe von Versuchen gemacht, die Trennung von Elektroblechen so zu verbessern, daß Gefügeveränderungen und Grate möglichst vermieden werden können. Es sind in letzter Zeit eine Reihe von neuen Technologien entstanden, welche bei "normalen" Blechen, also solchen Blechen, die nicht in der Elektrotechnik eingesetzt werden, zu guten Ergebnissen geführt haben. Beispielsweise kann man die Bleche mittels eines Plasmastrahlverfahrens oder eines Elektronenstrahlverfaiirens trennen. Das Trennen mit Plasma ist ähnlich dem Trennen durch autogenes Schweißen; zwar ist die Leistungsdichte an der Trennstelle etwas höher; eine Beeinflussung des Gefüges läßt sich aber nicht vermeiden. Darüberhinaus ist die Schnittbreite verhältnismäßig groß, was zu einem erheblichen Materialverlust führt. Man hat auch Uberlegungen angestellt, einen E#ektronenstrahl zur Trennung von Elektroblechen zu benutzen.A number of attempts have therefore been made to separate electrical steel sheets to be improved in such a way that structural changes and burrs can be avoided as far as possible. A number of new technologies have emerged recently, which at "normal" sheet metal, ie sheet metal that is not used in electrical engineering have produced good results. For example, you can use the sheets a plasma jet process or an electron beam process. That Cutting with plasma is similar to cutting with oxy-fuel welding; although that is Slightly higher power density at the point of separation; can influence the structure but don't avoid yourself. In addition, the cutting width is relatively large, which leads to a considerable loss of material. Considerations have also been given to use an electron beam to separate electrical steel sheets.

Zwar ist hier die Leistungsdichte an der Brennstelle verhältnismäßig groß. Da beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Werkstück Röntgenstrahlen entstehen, müssen besondere Abschirmmaßnahmen getroffen werden, was insbesondere bei der Fertigung von Ständer-Läuferblechen für elektrische Kleinmaschinen in Massenproduktion zu erheblichen Verteuerungen führt.It is true that the power density at the burning point is proportionate here great. Because when the electron beam hits the workpiece, it is X-rays arise, special shielding measures must be taken, what in particular in the manufacture of stator rotor sheets for small electrical machines in mass production leads to considerable price increases.

Außerdem benötigen die Geräte, mit denen das Elektronenstrahlschneiden durchgeführt wird, eine Vakuunkammer, so daß zumindest für große Bleche eine Anwendung unwirtschaftlich ist, Aus diesem Grunde ist das Elektronenstrahl schneiden nicht mehr weiterverfolgt worden. Also need the equipment that is used for electron beam cutting is carried out, a vacuum chamber, so that an application at least for large sheets is uneconomical, for this reason the electron beam does not cut more been followed up.

Es ist auch bekanntgeworden, Bleche mittels eines Laserstrahls zu schneiden. Es ist Jedoch so, daß bei der üblichen Art des Trennens die Schnittfläche - für übliche Bleche durchaus ausreichend - nicht optimal war. Die Seitenkan#ten waren stark zerfurcht und mit großen Lünkern versehen und an den strahlabwärtsliegenden Kanten waren zu viele Schmelztropfen, die im Vergleich zum Grat beiz Stanzen noch ungtinstiger waren.It has also become known to cut metal sheets by means of a laser beam cut. It is the case, however, that in the usual way of cutting the cut surface - quite sufficient for common metal sheets - was not optimal. The side edges were heavily furrowed and provided with large Lünkern and on those lying downstream Edges were too many melt drops that were still punching compared to the burr were less favorable.

Aus allen diesen Grilnden werden Elektrobleche nach wie vor mit den mechanischen Stanz- und Schneideverfahren bearbeitet.For all of these reasons, electrical steel is still made with the mechanical punching and cutting processes.

Aufgabe der Erfindung ist es, bestimmte Verfahrensschritte anzugeben, mit denen Elektrobleche dennoch mit Lasern geschnitten werden können.The object of the invention is to specify certain process steps, with which electrical steel sheets can still be cut with lasers.

Die einzelnen Verfahrensmerkmale sind erfindungsgemäß folgende: a.) die Trennstelle wird mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas beblasen, wobei die Anströmgeschwindigkeit größer ist als 100 m/sec, b.) der Brennfleckdurchmesser ist kleiner als 0,15 mm im Durchnesser, ß c.) die Leistungsdichte im Brennfleck und die Schnittgeschwindigkeit werden unter Berücksichtigung der Blechdicke so aufeinander abgestimmt, daß das gefüge der Bleche im Bereich der Trennstelle möglichst unbeeinflußt bleibt.According to the invention, the individual process features are as follows: a.) the separation point is blown with an oxygen-containing gas, the flow velocity is greater than 100 m / sec, b.) the focal spot diameter is smaller than 0.15 mm in diameter, ß c.) the power density in the focal point and the cutting speed are coordinated, taking into account the sheet thickness, so that the The structure of the sheets in the area of the separation point remains as unaffected as possible.

Es ist zwar prinzipiell möglich, Modes unterschiedlicher Ordnung zu benutzen; es hat sich aber herausgestellt, daß dann die Beeinflussung der Ränder bzw. der Randbereiche an der Trennstelle am niedrigsten ist, wenn der Laser-Mode TStoo ist.In principle, it is possible to assign modes of different order use; but it has been found that the influence on the edges or the edge area at the separation point is lowest when the laser mode TStoo is.

Mit den erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmalen hat man erstmals Elektrobleche schneiden körnen, welche nicht nur nach dem Epstein-Prüfverfahren gute ergebnisse zeigten, sondern bei denen auch die "Kosmetik" ausgesprochen perfekt war. Dies ist, sieht man einmal davor ab, daß die Leistungsdichte und die Schnittgeschwindigkeit in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt sind, in der Ha-tsache darauf zurückzuführen, daß das den Sauerstoff enthalterde Gas mit einer hohen Geschasindigkeit an die Trennstelle herargeblasen wird.With the method features according to the invention, electrical steel sheets are available for the first time be able to cut grains, which not only give good results according to the Epstein test method showed, but where the "cosmetics" were extremely perfect. This is, if you ignore that the power density and the cutting speed are suitably matched to one another, as a matter of fact, that the oxygen-containing gas with a high Geschasindigkeit the separation point is blown in.

Außer den Vorteilen, die darin bestehen, daß erfindungsgemäß bearbeitete Bleche insgesamt geringere Verluste zeigen als solche Bleche, die nach herkömmlicher Art durch einen Stanzvorgang hergestellt sind, erhält man noch eine weitere Reihe von Vorteilen.Besides the advantages that are machined according to the invention Sheet metal show overall lower losses than those sheets that are conventional Art are made by a punching process, you get another row of advantages.

Zum Stanzen der Elektrobleche benötigt man Werkzeuge, deren herstellung verhältnismäßig aufwendig ist; zusätzlich ist das Einrichten der Stanzmaschine verhältnismäßig kompliziert, da es Ja bei der Herstellung auf hohe Genauigkeit ankommt.For punching the electrical steel you need tools, their manufacture is relatively expensive; in addition, setting up the punching machine is proportionate Complicated, because high accuracy is important in production.

Insgesamt ist zwar der Stanzvorgang an sich kurz; die Zurüstzeit nimmt dagegen einen großen Raum ein. Obwohl man für die Werkzeuge hochwertige Materialien benutztßist ist es nicht zu vermeiden, daß sie mit der Zeit dem natürlichen Verschleiß unterliegen und verhältnismäßig frühzeitig wieder ausgewechselt werden müssen. Diese Probleme treten bei dem erfindungsgemäßen Verwahren nicht auf. Zwar ist die Lasereinrichtung an sich teurer als das Stanzgerät; auch dauert die Herstellung eines Elektrobleches bzw. das Ausschneiden eines Bleches im Vergleich zum Stanzen natürlich erheblich länger. Da man aber den Schneidevorgang mittels eim r Rechneranlage steuern kann, d. h., da man das Verfahren der Elektrobleche auf dem Schlitten am Werkzeug entsprechend der auszuschneidenden Kurve mittels eines Computers steuern kann, ist die Zurüstzeit erheblich geringer; ebenso ist festzuhalten, daß einem Verschleiß untensorfene Teile nicht vorhanden Sind. Damit ergeben sich gegenüber dem herkömmlichen Stanzverfahren erhebliche Vorteile, die das erfindungsgemäße Laserverfahren erheblich günstiger erscheinen lassen, trotz der Anschaffungskosten und der im Vergleich doch erheblich längeren eigentlichen Bearbeitungszeit.Overall, the punching process itself is short; the setup time takes on the other hand a large room. Although one uses high quality materials for the tools If it is used, it cannot be avoided that it will wear out naturally over time are subject to and must be replaced relatively early. These Problems do not arise with the storage according to the invention. Although the laser device is in itself more expensive than the punching device; the production of an electrical steel sheet also takes time or cutting out a sheet of metal is of course considerable compared to punching longer. But since you can control the cutting process by means of a computer system, d. This means that the process of the electrical steel sheets on the slide on the tool is correspondingly done can control the curve to be cut out by means of a computer, is the setup time considerably less; It should also be noted that parts are subject to wear and tear Are not present. This results in comparison to the conventional punching process considerable advantages that make the laser method according to the invention considerably cheaper appear, in spite of the acquisition costs and considerably in comparison longer actual processing time.

Anhand der Zeichnung sollen eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren optimal durchführbar ist, sowie einige mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Elektrobleche erläutert und beschrieben werden.Based on the drawing, a device with which the inventive Method is optimally feasible, as well as some with the method according to the invention produced electrical steel sheets are explained and described.

Es zeigt: Fig. 1 eine CAD-Station in Verbindung mit einer Lasertrennvorrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 2 einige Nutenformen von Elektroblechen für elektrische Maschinen.It shows: FIG. 1 a CAD station in connection with a laser cutting device in a schematic representation, Fig. 2 some groove shapes of electrical sheets for electrical Machinery.

Die in Figur 1 dargestellte Lasertrennvorrichtung mit einem C02-Laser setzt sich aus einem Steuergerät 1 und einem Schneidkopf 2 sowie einem nicht gezeigten Resonator zur Laserstrahlenerzeugung zusammen. Das aus dem Resonator austretende etwa fingerdicke Strahlenbündel 3 muß, um Werkstoffe wirkungsvoll bearbeiten zu können, auf eine hohe Leistungsdichte gebracht werden. Dies wird mit Hilfe einer Infrarot-Linse 4 erreicht, welche meistens aus einem Gallium-Arsenid-Halbleiter hergestellt ist und die das Strahlenbündel 3 zu einem Brennfleck mit einem Durchmesser von 0,1 mm fokussiert.The laser cutting device shown in Figure 1 with a CO 2 laser consists of a control unit 1 and a cutting head 2 and a not shown Resonator for laser beam generation. The one emerging from the resonator about a finger-thick beam 3 must in order to process materials effectively can be brought to a high power density. This is done with the help of a Infrared lens 4 achieved, which mostly consists of a gallium arsenide semiconductor is made and the beam 3 to a focal point with a diameter focused by 0.1 mm.

Bevor auf die besonderen, im einzelnen verwendeten Daten zur Herstellung von Elektroblechen bzw. zum Ausschneiden der entsprechenden Konturen näher eingegangen wird, soll zunächst eine Einrichtung beschrieben werden, mit der man den Verlauf der Konturen steuern kann. Dabei soll das Zusammenwirken des rechnergestützten Konatruierens mit Hilfe einer CAD-Station (computer aided design) beschrieben werden, wobei während des Konstruktionsvorganges, z.B. des Entwurfs der Konturen eines Elektrobleches, die Steuerdaten zur Steuerung des Lasers gleichzeitig erstellt werden. Die CAD-Station setzt sich zusammen aus einem Bildschirmarbeitsplatz 5, der mit einem Prozeßrechner 6 verbunden ist und an dem wiederum angeschlossen sind ein Magnetplattenarbeitsspeicher 7, eine Magneteinheit 8, eine Teletype 9 mit Lochstreifenleser und Stanzer sowie einem Tro melplotter 10. Der Bildschirmarbeitsplatz 5 besteht aus eir.e# Speicherbildschirm 11, dem Digitalisiertablett (elektronisches Zeichenbrett) mit sogenannten Menüfeldern, die Grundelemente wie Punkt, Linie, Kreisbogen, Kreis und auch Textzeichen beinhalten können und mit einem elektronischen Griffel 13 auf dem Tablett positioniert und auf dem Bildschirm im Zusammenhang als Zeichnung sichtbar gemacht werden, wobei die Entstehung der Zeichnung bis zu ihrer Fertigstellung auf dem Bildschirm verfolgt werden kann. Durch den Thermoprinter 14, einem Drucker, der auf Wärmebasis arbeitet, werden die Daten auf einem Papierstreifen ausgedruckt. Über die Tastatur 15 des Thermoprinters können, wie über die Menüfelder auf dem Digitalisiertablett 12, weitere Grundelemente, wie z.B. Textzeichen oder auch komplexere Elemente, etwa bestimmte geometrische Figuren, wie sie für die Herstellung der Zeichnung notwendig sind, eingebracht bzw. gespeichert werden.Before going to the special, individually used data for the production of electrical steel sheets or for cutting out the corresponding contours is, a device should first be described, with which one the course who can control contours. The interaction of the computer-aided design should thereby can be described with the help of a CAD (computer aided design) station, while the construction process, e.g. the design of the contours of an electrical steel sheet, the control data for controlling the laser are created at the same time. The CAD station is composed of a workstation 5 with a process computer 6 is connected and to which in turn are connected a magnetic disk memory 7, a magnet unit 8, a Teletype 9 with a tape reader and punch as well a drum plotter 10. The screen workstation 5 consists of a # memory screen 11, the digitizing tablet (electronic drawing board) with so-called menu fields, the Basic elements such as point, line, arc, circle and also text characters and positioned with an electronic pen 13 on the tablet and made visible on the screen in context as a drawing, whereby the creation of the drawing is followed on the screen up to its completion can be. Through the thermal printer 14, a printer that works on the basis of heat, the data is printed out on a strip of paper. Via the keyboard 15 of the Thermal printers can, as via the menu fields on the digitizing tablet 12, further Basic elements, such as text characters or more complex elements, such as certain geometric figures, as they are necessary for the production of the drawing, introduced or stored.

Dew Trommelplotter 10 ist ein vom Prozeßrechner gesteuertes Zeichengerät zur automatischen Erstellung der Zeichnungen. Das Magnetband 18 der Magnetbandeinheit 8 oder der auf dem Teletype 9 hergestellte Lochstreifen 19 dient als Steuerdatenträger und kann zur Steuerung des Lasers benutzt werden. Hierzu ist es erforderlich, daß die Sprache des Prozeßrechners der CAD-Station in die maschinenspezifische Sprache des den Laser steuernden Prozeßrechners umgesetzt wird. Dies geschieht durch einen Postprozessor 16, worunter ein Programm zu verstehen ist, mit dessen Hilfe in einem Rechner 17 die Prozeßrechnersprache der CAD-Station in die maschinen spezifische Sprache des Prozeßrechners zur Steuerung des Lasers umgesetzt wird. Der Steuerdatenträger, in diesem Fall ein Lochstreifen 19, wird in den Prozeßrechner 20 zur Steuerung des Lasers 21 eingegeben, der dann die Elektrobleche in den entsprechenden Schnittformen herstellt. Zum Trennen wird das Blech von einem Coil 22, das auf einem Ständer 23 aufgebockt ist, abgewickelt und zwischen ~ Führungsrollen 24, die an den beiden Enden eines Werktisches 25 angeordnet sind, über diesen geleitet und so dem Schneidkopf 2 des Lasers zugeführt. Nach dem Trennvorgang wird das Blechband 26 durch eine Transporteinheit 27, die ebenfalls von dem Prozeßrechner 20 gesteuert wird, für den nächsten Trennvorgang weiterbefördert. Dew drum plotter 10 is a drawing device controlled by the process computer for the automatic creation of drawings. The magnetic tape 18 of the magnetic tape unit 8 or the punched tape 19 produced on the Teletype 9 serves as a control data carrier and can be used to control the laser. For this it is necessary that the language of the process computer of the CAD station into the machine-specific language of the process computer controlling the laser is implemented. This is done through a Postprocessor 16, by which a program is to be understood, with the help of which in one Computer 17 converts the process computer language of the CAD station into the machine-specific Language of the process computer to control the laser is implemented. The tax data carrier, in this case a punched tape 19 is in the process computer 20 to control the Laser 21 entered, which then cuts the electrical steel sheets in the appropriate cut shapes manufactures. For separation, the sheet metal is removed from a coil 22 which is placed on a stand 23 is jacked up, unwound and between ~ guide rollers 24 attached to the two Ends of a work table 25 are arranged, passed over this and so the cutting head 2 of the laser supplied. After the cutting process, the sheet metal strip 26 is transported by a transport unit 27, which are also from the Process computer 20 is controlled for promoted the next separation process.

In Figur 2 sind verschiedene Nutenformen 28, 29, 30, 31 dargestellt, wie sie bei einem Läuferblechpaket einer elektrischen Maschine Verwendung finden. Die Nuten dienen zur Aufnahme des elektrischen Leiters. Das Läuferblechpaket ist aus einzelnen kreisringförmigen Blechen 32 geschichtet, von denen eines ausschnittartig gezeigt ist. Die am äußeren Umfang des Bleches eingetragenen Teilungslinien 33 beziehen sich auf die Nuten teilung, d.h. sie geben die Aufteilung der Nuten am Umfang des Läuferblechpaketes wieder. Zur Fixierung desselben auf dem Läufer weist jedes Blech an seinem inneren Umfang mehrere Ausnehmungen 34 auf. In Figure 2, different groove shapes 28, 29, 30, 31 are shown, as they are used in a laminated rotor core of an electrical machine. The grooves are used to accommodate the electrical conductor. The rotor core is layered from individual circular metal sheets 32, one of which is in the form of a cutout is shown. The division lines 33 entered on the outer circumference of the sheet relate on the groove division, i.e. they indicate the division of the grooves on the circumference of the Rotor core again. To fix it on the runner, each sheet has several recesses 34 on its inner circumference.

Es ist zu erkennen, daß die Nuten wegen ihrer mannigfaltigen Formen einen relativ großen Umfang und damit auch lange Schnittkanten aufweisen, die, wie bereits oben erwähnt, aufgrund der Gefügeveränderung beim Stanzen im Schn ttkantenbereich erhöhte Hystereseverluste zur Folge haben. Es ist aber wichtig, daß gerade in diesem Bereich hoher Induktionen die Verluste niedrig gehalten werden, wozu das Trennen der Bleche mit einem Laser erheblich beitragen kann.It can be seen that the grooves because of their varied shapes have a relatively large scope and thus also long cut edges, which, like already mentioned above, due to the change in structure during punching in the cutting edge area result in increased hysteresis losses. But it is important that in this Area of high induction the losses are kept low, for which purpose the separation the sheet metal with a laser can make a significant contribution.

Anhand zweier Beispiele soll dargestellt werden, welche optimalen Werte bei der Durchführung des Verfahrens eingehalten werden sollten: Unter Benutzung eines handelsüblichen C02-Lasers: Beispiel I Für die Bearbeitung von Elektroblechen von 0,3 mm Durchmesser ist ein handelsüblicher C02-Laser verwendet worden, dessen maximale Leistung bei etwa 450 Watt lag. Im Bereich des Brennflecks befand sich eine Düse von etwa 0,15 mm Durchmesser, der Abstand der Düse zum Brennfleck betrug 0,2 mm.Two examples are to be used to illustrate which are optimal Values should be adhered to when performing the procedure: Under use of a commercially available CO2 laser: Example I For processing electrical steel sheets 0.3 mm in diameter, a commercially available CO2 laser has been used, its maximum power was around 450 watts. In the area of the focal point there was a nozzle about 0.15 mm in diameter, the distance between the nozzle and the focal point 0.2 mm.

Das den Sauerstoff enthaltende Gas ist mit einer Geschwindigkeit von 100 m/sec an die Schnittstelle herangeblasen worden; dabei betrug der Druck etwa 5,5 bar vor der Düse. Die Schnittbreite und damit der Brennfleckdurchmesser betrugen 0,1 mm, wobei eine Leistung von 330 Watt # 10 Ss eingestellt war. The gas containing the oxygen is at a velocity has been blown up to the interface at a rate of 100 m / sec; the pressure was about 5.5 bar in front of the nozzle. The cutting width and thus the focal spot diameter were 0.1 mm, with a power of 330 watts # 10 Ss being set.

Dabei war der Lasermode TEMoo. Die Schnittgeschwindigkeit lag bei 11,5 cm/sec.The laser mode was TEMoo. The cutting speed was 11.5 cm / sec.

Man hat dabei feststellen können, daß die Leistung durchaus veränderbar ist; bei anderen Leistungen jedoch bildeten sich an der Austrittsseite am Blech, welches ein nicht kornorientiertes Elektroblech war, eine Raupenkette aus, so daß eine nachträgliche Bearbeitung erforderlich wurde.It was found that the performance can be changed is; with other services, however, formed on the exit side on the sheet, which was a non-grain oriented electrical steel sheet, a caterpillar chain, so that subsequent processing became necessary.

Beisotel II Bei der Bearbeitung von Elektroblech für Transformatoren (k?rnorientiertes Elektroblech) hat man eine optimale Schnittqualität erhalten bei einer Schnittgeschwindigkeit von 11,5 cm/sec, einer Leistung von ca. 250 Watt + 10 %, einer Schnittbreite und damit einem Brennfleckdurchmesser von 0,1 mm, dem Arbeitsgas Luft mit einer AnstrUmgeschelindigkeit von 100 m/sec (entsprach 5,5 bar vor der im Beispiel I verwendeten Düse); der Lasermode betrug TEM00.Beisotel II When processing electrical steel for transformers (grain-oriented electrical sheet) you have received an optimal cutting quality with a cutting speed of 11.5 cm / sec, a power of approx. 250 watts + 10%, a cutting width and thus a focal spot diameter of 0.1 mm, the Working gas is air with a velocity of 100 m / sec (equivalent to 5.5 bar in front of the nozzle used in Example I); the laser mode was TEM00.

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Claims

Claims 1. Method for cutting electrical sheets for electrical motors and transformers with a laser, in particular with a CO2 laser by the following features: 2 a,) the separation point asird with an oxygen-containing one Gas blown, being. the flow rate is greater than 100 m / sec, b. ) the focal spot diameter is now less than 0.15 in diameter, e,) the power density in the focal spot and the cutting speed are taken into account Sheet thicknesses matched so that the structure of the sheets in the area of the separation point remains as unaffected as possible.

2, method according to claim 1, characterized in that the laser or TEM00.