AT525782A2 - Spulenkörper - Google Patents

Abstract

Spulenkörper für die Wicklung (6) eines elektrischen Leiters einer Spule mit einem entlang einer Längsachse (L) prismatisch oder zylindrisch ausgeführten hülsenförmigen Abschnitt mit einem für die Wicklung (6) vorgesehenen, äußeren Mantel und einem zur Aufnahme eines Spulenkerns (7) vorgesehenen, inneren Mantel. Es wird vorgeschlagen, dass der Spulenkörper aus einem ersten Spulenkörperteil (la) mit einem ersten hülsenförmigen Abschnitt und einem zweiten Spulenkörperteil (lb) mit einem zweiten hülsenförmigen Abschnitt gebildet wird, die über eine Steckverbindung in Längsachsrichtung der hülsenförmigen Abschnitte miteinander verbindbar sind und im zusammengesteckten Zustand einen gemeinsamen äußeren Mantel und einen gemeinsamen inneren Mantel des Spulenkörpers bilden. Mithilfe der Erfindung gelingt es einen Spulenkörper so auszuführen, dass mechanische Belastungen des Spulenkörpers (1) durch die Wicklung (6) auch bei Ausführungen für den Hochstrombereich reduziert werden und eine kostengünstige Herstellung unter Einhaltung definierter Luft- und Kriechstrecken ermöglicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper für die Wicklung eines elektrischen Leiters einer Spule mit einem entlang einer Längsachse prismatisch oder zylindrisch ausgeführten hülsenförmigen Abschnitt mit einem für die Wicklung vorgesehenen, äußeren Mantel und einem zur Aufnahme eines Spulenkerns vorgesehenen, inneren Mantel, gemäß dem

Oberbegriff von Anspruch 1.

In der Elektrotechnik sind Spulen wichtige Bestandteile elektrischer Baugruppen oder Geräte. Eine Spule ist in bekannter Weise ein zumeist als Draht ausgeführter elektrischer Leiter, der zu einer oder mehreren Windungen geformt ist, die eine Wicklung bilden. Ein Spulenkörper dient

dabei der mechanischen Stabilisierung der Wicklung und weist

einen prismatisch oder zylindrisch ausgeführten hülsenförmigen

Abschnitt auf, auf den die Spule gewickelt werden kann.

Zusätzlich zum aufgewickelten Draht und zum Spulenkörper weist die Spule zudem oft einen magnetisch aktiven Spulenkern auf,

um die Induktivität der Spule zu erhöhen.

Der Spulenkörper ist zumeist aus einem Kunststoff gefertigt. Im Zuge der Fertigung wird der leitende Draht um den hülsenförmigen Abschnitt des Spulenkörpers gewickelt. Mit zunehmendem Durchmesser des Drahtes nimmt das für die Herstellung der Wicklung erforderliche Biegemoment zu, wodurch auch der Spulenkörper zunehmenden mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Diese Belastungen können den Spulenkörper verformen oder auch beschädigen. Beschädigungen verringern deutlich die Durchschlagfestigkeit des Bauteils und stellen daher inakzeptable Qualitätsbeeinträchtigungen dar. Aber auch bloße Verformungen des Spulenkörpers führen zu Veränderungen der Luft- und Kriechstrecken, wodurch die Berechenbarkeit des Bauteilverhaltens unter elektrischer Belastung beeinträchtigt

wird. Als Luftstrecke wird die kürzeste Entfernung zwischen

zwei leitenden Teilen bezeichnet. Als Kriechstrecke wird die kürzeste Entfernung entlang der Oberfläche eines festen Isolierstoffes zwischen zwei leitenden Teilen bezeichnet. Luft- und Kriechstrecken haben einen großen Einfluss auf die

Durchschlagfestigkeit.

größeren Materialeinsatz.

Es ist daher das Ziel der Erfindung einen Spulenkörper so auszuführen, dass die mechanischen Belastungen des Spulenkörpers auch bei Ausführungen für den Hochstrombereich reduziert werden und eine kostengünstige Herstellung unter

Einhaltung definierter Luft- und Kriechstrecken möglich ist.

Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf einen Spulenkörper für die Wicklung eines elektrischen Leiters einer Spule mit einem entlang einer Längsachse prismatisch oder zylindrisch ausgeführten hülsenförmigen Abschnitt mit einem für die Wicklung vorgesehenen, äußeren Mantel und einem zur Aufnahme eines Spulenkerns vorgesehenen, inneren Mantel. Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen, dass der Spulenkörper aus einem ersten Spulenkörperteil mit einem

ersten hülsenförmigen Abschnitt und einem zweiten

Spulenkörperteil mit einem zweiten hülsenförmigen Abschnitt gebildet wird, die über eine Steckverbindung in Längsachsrichtung der hülsenförmigen Abschnitte miteinander verbindbar sind und im zusammengesteckten Zustand einen gemeinsamen äußeren Mantel und einen gemeinsamen inneren Mantel des Spulenkörpers bilden. Die beiden Spulenkörperteile können entweder zusammengefügt und in herkömmlicher Weise bewickelt werden. Für größere Drahtstärken kann die Wicklung aber auch in einem ersten Fertigungsschritt vorbereitet werden und in weiterer Folge auf den ersten Spulenkörperteil aufgeschoben werden. Danach kann der zweite Spulenkörperteil in die aufgeschobene Wicklung eingesetzt und auf den ersten

Spulenkörperteil gesteckt werden.

belastet. Sowohl die Wicklung als auch die Spulenkörperteile

lassen sich sehr präzise herstellen, sodass sich Luft- und

Kriechstrecken des Spulenkörpers genau einstellen lassen.

Gemäß einer konkreten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der erste Spulenkörperteil an seinem äußeren Mantel einen stufenförmig abgesetzten Endabschnitt aufweist, auf den der zweite Spulenkörperteil mit seinem inneren Mantel aufsteckbar

ist.

Zudem wir vorgeschlagen, dass der erste und der zweite Spulenkörperteil jeweils quaderförmig ausgeführt sind und am ersten Spulenkörperteil und am zweiten Spulenkörperteil jeweils ein den hülsenförmigen Abschnitt des jeweiligen Spulenkörperteils in einer zur Längsachse senkrechten Ebene überragender Flansch angeformt ist, der in zwei bezüglich der Längsachse gegenüberliegenden seitlichen Bereichen jeweils eine senkrecht zur Längsachse verlaufende Nut aufweist, wobei sich eine erste Nut in eine dem hülsenförmigen Abschnitt zugewandte Richtung öffnet und eine zweite Nut sich in eine dem hülsenförmigen Abschnitt abgewandte Richtung Öffnet, und die beiden Nuten eines Flansches jeweils eine hakenförmige Abschlusskante des Flansches bilden und zueinander parallel verlaufen. Diese Merkmale ermöglichen sehr kompakte Ausführungen von Mehrphasendrosseln, indem mehrere Spulenkörper in einer zur Längsachse senkrechten Richtung aneinander gefügt werden. Die hakenförmigen Abschlusskanten eines Spulenkörpers greifen dabei in die ihnen jeweils zugeordnete Nut des daneben liegenden Spulenkörpers ein, wie noch näher ausgeführt werden wird. Durch diese Verzahnung nebeneinander liegender Flansche können nebeneinander liegende Spulenkörper einerseits aneinandergefügt werden, andererseits

wird aber auch die Kriechstrecke erhöht, sodass die

Spulenkerns.

Die Erfindung wird in weiterer folge anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe der beiliegenden Figuren näher

erläutert. Es zeigen hierbei die

Fig. la eine Ausführungsform eines ersten Spulenkörperteils

gemäß der Erfindung,

Fig. 1b eine Ausführungsform eines zweiten Spulenkörperteils

gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung für die Anordnung eines ersten Spulenkörperteils, einer Wicklung, und eines zweiten Spulenkörperteils auf einem Spulenkern für eine 3-Phasen-

Drossel,

Fig. 3a-g die Herstellungsschritte für eine 3-Phasen-Drossel mithilfe erfindungsgemäßer Spulenkörper und „Detail A“ in Fig. 3b und „Detail B“ in Fig. 3£,

Fig. 4 eine Seitenansicht für eine 3-Phasen-Drossel mithilfe

erfindungsgemäßer Spulenkörper,

Fig. 5 eine Detailansicht der oberen Verzahnung der

Ausführungsform gemäß Fig. 4 als "Detail C", und die

Fig. 6 eine Detailansicht der unteren Verzahnung der

Ausführungsform gemäß Fig. 4 als "Detail D".

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die die

zweiteilige Ausführung des Spulenkörpers in Form eines ersten

Spulenkörperteils la (Fig. la) und eines zweiten

Spulenkörperteils 1b (Fig. 1b) zeigt. Beide Spulenkörperteile

la, 1b sind aus einem Kunststoff gefertigt und weisen jeweils einen hülsenförmigen Abschnitt auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel entlang einer Längsachse L prismatisch ausgeführt ist. Im hülsenförmigen Abschnitt weisen beide

Spulenkörperteile la, 1b im gezeigten Ausführungsbeispiel

zudem mit jeweils einem Flansch 2 mit rechteckiger Außenkontur

versehen, der den hülsenförmigen Abschnitt des jeweiligen

Spulenkörperteils la, 1b in einer zur Längsachse L senkrechten

Ebene überragt. Der Flansch 2 weist in zwei bezüglich der Längsachse L gegenüberliegenden seitlichen Bereichen jeweils eine senkrecht zur Längsachse L verlaufende Nut 3 auf, wobei

sich eine erste Nut 3a in eine dem hülsenförmigen Abschnitt

zugewandte Richtung Öffnet und eine zweite Nut 3b sich in eine

dem hülsenförmigen Abschnitt abgewandte Richtung Öffnet, und

die beiden Nuten 3 eines Flansches 2 jeweils eine hakenförmige Abschlusskante 4 des Flansches 2 bilden und zueinander

parallel verlaufen.

Der erste Spulenkörperteil la weist zudem an seinem äußeren Mantel einen stufenförmig abgesetzten Endabschnitt 5 auf, auf den der zweite Spulenkörperteil 1b mit seinem inneren Mantel aufsteckbar ist. Im zusammengesteckten Zustand bilden die beiden Spulenkörperteile la, 1b einen gemeinsamen, quaderförmigen äußeren Mantel und einen gemeinsamen,

quaderförmigen inneren Mantel.

Die Wicklung 6 der Spule wird in einem eigenen Biegeschritt

angefertigt und wird in weiterer Folge im vorgefertigten Zustand auf den ersten Spulenkörperteil la aufgeschoben, wie anhand der Fig. 2 erläutert wird. Die Fig. 2 zeigt hierfür eine Explosionsdarstellung für die Anordnung des ersten Spulenkörperteils la, der Wicklung 6, und des zweiten Spulenkörperteils 1b auf einem Spulenkern 7 für eine 3-PhasenDrossel. Ferner sind die Anschlussstellen 8 der Wicklung 6 ersichtlich. Konkret wird für die Anfertigung einer Spulenanordnung die vorgefertigte Wicklung 6 auf den ersten Spulenkörperteil la, der auf den Spulenkern 7 gesteckt wurde, aufgeschoben. In weiterer Folge kann der zweite Spulenkörperteil 1b in die aufgeschobene Wicklung 6 eingesetzt und auf den ersten Spulenkörperteil la gesteckt werden. Abschließend kann das Joch des Spulenkerns 7 geschlossen

werden.

Spulenkerns 7 ausgeglichen werden.

In einem weiteren Schritt werden vorgefertigte Wicklungen 6 auf die hülsenförmigen Abschnitte der drei ersten

Spulenkörperteile la aufgesteckt (Fig. 3c), sodass sich die

Konfiguration gemäß Fig. 3d ergibt. Anschließend können drei zweite Spulenkörperteile 1b in die aufgeschobenen Wicklungen 6 eingesetzt und auf die ersten Spulenkörperteile la gesteckt

werden (Fig. 3e), sodass sich die Konfiguration gemäß Fig. 3£f

ergibt. Die Fig. 3f, insbesondere das "Detail B" zeigt hierfür, wie eine hakenförmige Abschlusskante 4 eines Spulenkörperteils 1b in die ihr Jeweils zugeordnete Nut 3 des

daneben liegenden Spulenkörperteils 1b eingreift. Durch diese

Verzahnung nebeneinander liegender Flansche 2 können wiederum nebeneinander liegende Spulenkörperteile 1b aneinander gefügt werden, zudem können durch das Spiel der Verzahnung

Fertigungstoleranzen des Spulenkerns 7 ausgeglichen werden.

Abschließend kann das Joch des Spulenkerns 7 geschlossen

werden (Fig. 3g).

Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht für eine 3-Phasen-Drossel mithilfe erfindungsgemäßer Spulenkörper, die Fig. 5 nochmals eine Detailansicht der oberen Verzahnung der Ausführungsform gemäß Fig. 4 als "Detail C", und die Fig. 6 eine Detailansicht der unteren Verzahnung der Ausführungsform gemäß Fig. 4 als "Detail D". Durch diese Verzahnung nebeneinander liegender Flansche 2 wird auch die Kriechstrecke erhöht, sodass die

Spulenkörper näher zueinander angeordnet werden können,

werden.

Mithilfe der Erfindung gelingt es einen Spulenkörper so auszuführen, dass die mechanischen Belastungen des aus dem ersten Spulenkörperteil la und dem zweiten Spulenkörperteil 1b gebildeten Spulenkörpers auch bei Ausführungen für den Hochstrombereich verringert werden und eine kostengünstige Herstellung unter Einhaltung definierter Luft- und

Kriechstrecken ermöglicht wird.

Bezugszeichenliste:

la erster Spulenkörperteil

1b zweiter Spulenkörperteil 2 Flansch

3 Nut

4 Abschlusskante

5 abgesetzter Endabschnitt

6 Wicklung

7 Spulenkern 8 Anschlussstelle L Längsachse

Claims (3)

1. Spulenkörper für die Wicklung (6) eines elektrischen Leiters einer Spule mit einem entlang einer Längsachse (L) prismatisch oder zylindrisch ausgeführten hülsenförmigen Abschnitt mit einem für die Wicklung (6) vorgesehenen, äußeren Mantel und einem zur Aufnahme eines Spulenkerns (7) vorgesehenen, inneren Mantel, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper aus einem ersten Spulenkörperteil (la) mit einem ersten hülsenförmigen Abschnitt und einem zweiten Spulenkörperteil (1b) mit einem zweiten hülsenförmigen Abschnitt gebildet wird, die über eine Steckverbindung in Längsachsrichtung der hülsenförmigen Abschnitte miteinander verbindbar sind und im zusammengesteckten Zustand einen gemeinsamen äußeren Mantel und einen gemeinsamen inneren

Mantel des Spulenkörpers bilden.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenkörperteil (la) an seinem äußeren Mantel einen stufenförmig abgesetzten Endabschnitt (5) aufweist, auf den der zweite Spulenkörperteil (1b) mit seinem inneren

Mantel aufsteckbar ist.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Spulenkörperteil (la, 1b) jeweils quaderförmig ausgeführt sind und am ersten Spulenkörperteil (la) und am zweiten Spulenkörperteil (1b)

Jeweils ein den hülsenförmigen Abschnitt des jeweiligen

Spulenkörperteils (la, 1b) in einer zur Längsachse (L) senkrechten Ebene überragender Flansch (2) angeformt ist, der in zwei bezüglich der Längsachse (L) gegenüberliegenden seitlichen Bereichen jeweils eine senkrecht zur Längsachse (L) verlaufende Nut (3) aufweist, wobei sich eine erste Nut (3a) in eine dem hülsenförmigen Abschnitt zugewandte Richtung Öffnet und eine zweite Nut (3b) sich in eine dem hülsenförmigen Abschnitt abgewandte Richtung öffnet, und die beiden Nuten (3) eines Flansches (2) jeweils eine hakenförmige Abschlusskante (4) des Flansches (2) bilden und

zueinander parallel verlaufen.

der Ansprüche 1 bis 3.

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