Becherförmige, aus einer Kunststoffolie gezogene Giessform für die Herstellung von allseitig von Giessharz umschlossenen elektrischen Spulen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine becherförmige, aus einer Kunststoffolie gezogene Giessform für die Herstellung von allseitig von Giessharz umschlossenen elektrischen Spulen, welche eine durchgehende Öffnung für die Aufnahme eines Eisenkernes aufweisen.
Aus Gründen der geforderten Stossspannungsfestigkeit werden im elektrischen Apparatebau vielfach in Giessharz eingegossene elektrische Spulen benötigt. Bei der Herstellung werden die Spulen nach dem Wickeln in eine becherförmige Giessform aus Kunststoff gelegt und mit Giessharz umgossen. Um zu verhindern, dass das Giessharz auch in die innere, meist für die Aufnahme eines Eisenkerns vorgesehene Öffnung der Spule eindringt, muss die Giessform eine entsprechende Form mit einem innen aufsteigenden Rohr aufweisen, wie dies beispielsweise aus der CH-PS 426 010 ersichtlich ist. Ein die Spule bildender Drahtwickel jener Anordnung zentriert sich auf diesem Rohr, während der Raum zwischen dem Rohr und der äusseren Giessformwand mit Giessharz ausgegossen wird.
Die Anfertigung einer solchen Giessform nach dem Kunststoff-Spritzverfahren ist wegen des nötigen Werkzeugaufwandes nur für grosse Stückzahlen wirtschaftlich.
Es wurde daher vorgeschlagen, als Giessformen im Vakuum-Ziehverfahren aus einer ebenen Kunststoffolie hergestellte Becher zu verwenden, die im Zentrum ihrer Böden je einen Vorsprung aufweisen, der die Form der Innenkontur eines Spulenkörpers besitzt. Beim Einlegen der Spule in den einzelnen Becher wird deren Wickelkörper über den Vorsprung gesteckt und bildet mit diesem eine gegen die Vergussmasse dichtende Verbindung. Die durch den Vorsprung verschlossene lichte Öffnung des Wickelkörpers wird nach dem Aushärten des Giessharzes freigestanzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Stelle des Vorsprunges zur Aufnahme eines Wickelkörpers am Boden der Giessform eine die Innenkontur der Öffnung zur Aufnahme eines Eisenkernes aufweisende, gleich hohe Behälterwand wie die die äussere Form der Giessform bildende Wand anzuformen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens zwei von einem gemeinsamen Boden ausgehende Giessformwände, die dazu bestimmt sind, mindestens einen Drahtwickel beim Eingiessen innen und aussen zu umgeben, aus ein und demselben Stück einer Kunststoffolie gezogen sind.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Giessform und zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Ziehvorgang mit einer ersten Einfach- oder Mehrfach-Ziehform die den ersten Drahtwikkel innen umgebende, das heisst die die spätere Öffnung für die Aufnahme des Eisenkernes bildende Giessformwand gezogen wird, wobei in an sich bekannter Weise beim Erwärmen der Kunststoffolie zwischen dieser und einer Wärmequelle eine Blende mit einer Öffnung solcher Art eingebaut ist, dass die Kunststoffolie nur stellenweise bis zur Verformbarkeit erwärmt wird, dass ferner anschliessend in einem zweiten, in der Richtung dem ersten entgegengesetzten Ziehvorgang die den Drahtwickel aussen umgebende Giessformwand gezogen wird,
wozu vorerst die bereits ausgezogene innere Giessformwand in eine entsprechende Öffnung einer zweiten Ein- oder Mehrfach-Ziehform eingeführt wird und wobei der Übergang der bereits ausgezogenen inneren Giessformwand zu einem ersten Boden der zukünftigen Giessform durch Einlegen einer bzw. je einer in den von der inneren Giessformwand umschlossenen Hohlraum eindringenden und sich dort zentrierenden, einen Teil des Bodens abdeckenden Schutzkappe von der Wärmestrahlung vor dem Ziehvorgang geschützt wird.
Durch weitere, an den zweiten Ziehvorgang anschliessende Ziehvorgänge kann je ein zusätzlicher Boden und je eine weitere Giessformwand für je einen weiteren Drahtwickel gezogen werden.
Ausserdem umfasst die Erfindung auch eine Mehrfachziehform zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens und zeichnet sich dadurch aus, dass von den einzelnen Ziehformen der nach dem zweiten Ziehvorgang an verwendeten Mehrfachform eine einzige feststehend ist und alle anderen einzelnen Ziehformen gegenüber der feststehenden in einer Ebene senkrecht zur Ziehrichtung verschiebbar angeordnet sind.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es bedeuten:
Fig. 1 und 2 je eine Darstellung der Werkzeuganordnung bei einer Einfachform unmittelbar vor dem ersten (Fig. 1) und zweiten (Fig. 2) Ziehvorgang;
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Giessform mit eingelegtem Drahtwickel, bereit zum Vergiessen;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine bereits vergossene Giessform mit zwei Drahtwickeln und
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer fertigen Spule mit einem Drahtwickel.
In den Figuren sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Eine Kunststoffolie 1 ist in einem nicht dargestellten Rahmen über einer ersten Ziehform 2 eingespannt. Der Rahmen und die Ziehform 2 sind in Richtung senkrecht zu der von der Kunststoffolie 1 gebildeten Ebene gegeneinander bewegbar. Eine ausschwenkbare, flächenhaft strahlende Wärmequelle 3 zur Erwärmung der Kunststoffolie 1 in einen verformbaren Zustand ist über der Kunststoffolie angeordnet.
Zwischen beiden befindet sich ferner eine Blende 4 mit einer Öffnung 5 zur örtlichen Abschirmung der Kunststoffolie von der Wärmestrahlung.
Ein Ziehvorgang läuft wie folgt ab:
Nach kurzzeitiger Einwirkung der Wärmequelle 3 auf die Kunststoffolie 1 erwärmt sich diese im Bereich der Öffnung 5 der Blende 4 bis zur Verformbarkeit. Dann wird mit der Wärmequelle 3 weggefahren, die Ziehform 2 gegen die Kunst- stoffolie zu bewegt und die Luft zwischen der Kunststofffolie und der Ziehform 2 abgesaugt. Dabei legt sich die Kunststoffolie in der gestrichelt dargestellten Weise an die Ziehform 2 an, erhärtet an dieser und bildet eine später einen Drahtwickel 6 (Fig. 3) innen umgebende Giessformwand 7.
Dies stellt einen an sich bekannten Vorgang dar.
Die Ziehform 2 weist vorteilhaft Längsrippen 8 zur Verstärkung und späteren Zentrierung des Drahtwickels 6 auf.
Die solchermassen mit einer ausgezogenen inneren Giessformwand 7 versehene Kunststoffolie 1 wird jetzt mit ihrer bisher oberen Seite nach unten gekehrt und einem zweiten, in der Richtung dem ersten entgegengesetzten Ziehvorgang ausgesetzt. Zu diesem Zweck dient eine zweite Ziehform 9 (Fig.
2), die eine Öffnung 10 aufweist, in welche die bereits ausgezogene innere Giessformwand 7 eingeführt wird. Zum Schutze des Überganges der Giessformwand 7 zur Kunststoffolie 1, welche einen Teil eines Bodens 11 der fertigen Giessform darstellt, dient eine Schutzkappe 12, die in den beim ersten Ziehvorgang durch die Ziehform 2 erzeugten Hohlraum 13 in der inneren Giessformwand 7 eindringt und sich an dieser zentriert. Die Schutzkappe 12 schützt so einen Teil des Bodens 11 vor der vor dem zweiten Ziehvorgang einwirkenden Wärmestrahlung der Wärmequelle 3. Eine zusätzliche Blende, entsprechend der Blende 4 beim ersten Ziehvorgang, kann auch hier verwendet werden. Der zweite Ziehvorgang geschieht in gleicher Art wie der erste: Die Kunststoffolie legt sich wiederum in der gestrichelt dargestellten Weise (Fig. 2) an die zweite Ziehform 9 an und bildet eine äussere Giessformwand 7a.
Nach dem Entfernen der Kunststoffolie 1 mit der angeformten Giessform von der Ziehform 9 ist die Giessform für eine einfache Spule entsprechend der Fig. 5 für das Einlegen des Drahtwickels 6 und anschliessendes Vergiessen mit Diese¯ harz bereit (Fig. 3). Die Giessform wird an der mit 14 bezeichneten Stelle aus der Kunststoffolie 1 ausgeschnitten und ein den Hohlraum 13 noch verschliessender Folienteil 15 zwecks Erzeugung einer durchgehenden Öffnung für die Aufnahme eines Spulenkernes entfernt, was eine fertige Spule gemäss Fig. 5 ergibt.
Bei Verwendung der Giessform für eine Mehrlagenspule können vor dem Einlegen des Drahtwickels 6 anschliessend an den zweiten Ziehvorgang weitere Ziehvorgänge folgen, die je einen zusätzlichen Boden 16 (Fig. 4) und je eine weitere Giessformwand 17 für einen weiteren Drahtwickel 18 liefern.
Auf diese Art können Spulen mit hoher Isolationsfestigkeit zwischen verschiedenen Drahtwickein auch in kleiner Stückzahl wirtschaftlich und mit geringem Werkzeugaufwand hergestellt werden.
Das Verfahren erlaubt, für die Giessform ein Verhältnis der Becherhöhe zur kleinsten lichten Weite der durchgehenden Öffnung für die Aufnahme des Spulenkernes von 4:1 oder grösser zu erreichen.
Bei Verwendung einer Mehrfachziehform zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Formen in einem Ziehvorgang ist zu beachten, dass durch die Wärmebehandlung der Kunststoffolie 1 die Abstände der einzelnen Auszüge voneinander nach dem ersten und jedem weiteren Zug nicht immer gleich gross sind. Von den einzelnen Ziehformen der nach dem zweiten Ziehvorgang an verwendeten Mehrfachform ist daher eine einzige feststehend, während alle anderen einzelnen Ziehformen gegenüber der feststehenden in einer Ebene senkrecht zur Ziehrichtung verschiebbar angeordnet sind. Dadurch passen sich die einzelnen Ziehformen beim Einlegen einer bereits in einem ersten Ziehvorgang verformten Kunststoffolie 1 in die entsprechenden Öffnungen 10 der zweiten Ziehformen 9 der tatsächlichen Lage der im vorangegangenen Ziehvorgang erzeugten Giessformwände 7 an.
Dadurch werden Schwunddifferenzen der Kunststoffolie im noch nicht ausgezogenen Bereich der Kunststoffolie 1 beim zweiten Erwärmen ausgeglichen.
Das beschriebene Verfahren kann sowohl unter Verwendung von Vakuum als auch mittels Druckluft angewandt werden.
Ferner kann das Verfahren an Stelle des beschriebenen Ausführungsbeispieles für eine Ein- oder Mehrlagenspule auch für andere Zwecke angewandt werden. An Stelle für eine zweite Spule kann deren Raum für Kühlzwecke Verwendung finden. Auch sind Behälter beispielsweise für Verpackungszwecke solchermassen herstellbar, und es müssen die Höhen des ersten und allfällig weiterer Züge nicht gleich hoch sein.
PATENTANSPRUCH I
Becherförmige, aus einer Kunststoffolie gezogene Giessform für die Herstellung von allseitig von Giessharz umschlossenen elektrischen Spulen, welche eine durchgehende Öffnung für die Aufnahme eines Eisenkernes aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei von einem gemeinsamen Boden (11; 16Y ausgehende Giessformwände (7; 7a; 17), die dazu bestimmt sind, mindestens einen Drahtwikkel (6; 18) beim Eingiessen innen und aussen zu umgeben, aus ein und demselben Stück einer Kunststoffolie (1) gezogen sind.
Cup-shaped casting mold drawn from a plastic film for the production of electrical coils enclosed on all sides by casting resin.
The invention relates to a cup-shaped casting mold drawn from a plastic film for the production of electrical coils which are enclosed on all sides by casting resin and which have a through opening for receiving an iron core.
For reasons of the required surge voltage resistance, electrical coils cast in resin are often required in electrical apparatus construction. During production, after winding, the coils are placed in a cup-shaped plastic mold and encapsulated with casting resin. In order to prevent the casting resin from also penetrating into the inner opening of the coil, which is usually intended to hold an iron core, the casting mold must have a corresponding shape with an ascending pipe inside, as can be seen, for example, from CH-PS 426 010. A wire winding of that arrangement, which forms the coil, is centered on this tube, while the space between the tube and the outer mold wall is filled with casting resin.
The production of such a casting mold using the plastic injection molding process is only economical for large numbers of items because of the tooling required.
It has therefore been proposed to use cups made of a flat plastic film as casting molds in the vacuum drawing process, each having a projection in the center of their bases which has the shape of the inner contour of a coil former. When the coil is inserted into the individual cup, its winding body is pushed over the projection and forms a connection with it that seals against the potting compound. The clear opening of the winding body closed by the projection is punched free after the casting resin has hardened.
The invention is based on the object of forming a container wall of the same height as the wall forming the outer shape of the casting mold, instead of the projection for receiving a wound body on the bottom of the casting mold, which has the inner contour of the opening for receiving an iron core.
This object is achieved according to the invention in that at least two casting mold walls starting from a common base, which are intended to surround at least one wire coil inside and outside during pouring, are drawn from one and the same piece of plastic film.
The invention also extends to a method for producing such a casting mold and is characterized in that, in a first drawing process with a first single or multiple drawing mold, the inside surrounding the first wire coil, i.e. the later opening for receiving the Iron core forming mold wall is drawn, wherein in a known manner when heating the plastic film between this and a heat source, a diaphragm with an opening is installed such that the plastic film is only partially heated until it is deformable, and then in a second, in the direction of the first opposite drawing process, the mold wall surrounding the wire coil is drawn,
For this purpose, the already drawn out inner mold wall is first inserted into a corresponding opening of a second single or multiple drawing mold and the transition of the already drawn out inner mold wall to a first base of the future mold by inserting one or one in each of the inner mold wall Enclosed cavity penetrating and centering there, a part of the bottom covering protective cap is protected from the thermal radiation before the drawing process.
By means of further drawing processes following the second drawing process, an additional base and a further casting mold wall each can be drawn for a further wire coil.
In addition, the invention also includes a multiple drawing mold for performing the method described and is characterized in that of the individual drawing molds, the multiple mold used after the second drawing process is a single one stationary and all other individual drawing molds can be displaced in a plane perpendicular to the drawing direction relative to the stationary one are arranged.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It means:
1 and 2 each show a representation of the tool arrangement in a single form immediately before the first (FIG. 1) and second (FIG. 2) drawing process;
3 shows a section through a casting mold with an inserted wire winding, ready for casting;
4 shows a section through an already cast casting mold with two wire coils and
5 is a perspective illustration of a finished coil with a wire winding.
In the figures, the same reference symbols are used for the same parts.
A plastic film 1 is clamped over a first drawing mold 2 in a frame (not shown). The frame and the drawing mold 2 can be moved relative to one another in the direction perpendicular to the plane formed by the plastic film 1. A swiveling, surface radiating heat source 3 for heating the plastic film 1 into a deformable state is arranged above the plastic film.
Between the two there is also a panel 4 with an opening 5 for local shielding of the plastic film from thermal radiation.
A drawing process works as follows:
After the heat source 3 has acted briefly on the plastic film 1, the latter heats up in the area of the opening 5 of the panel 4 until it is deformable. The heat source 3 is then moved away, the drawing mold 2 is moved towards the plastic film and the air between the plastic film and the drawing mold 2 is sucked off. In the process, the plastic film rests against the drawing mold 2 in the manner shown in dashed lines, hardens on it and later forms a casting mold wall 7 which later surrounds a wire coil 6 (FIG. 3) on the inside.
This is a known process.
The drawing mold 2 advantageously has longitudinal ribs 8 for reinforcing and later centering the wire coil 6.
The plastic film 1, which is provided with an extended inner mold wall 7 in this way, is now turned with its previously upper side downwards and subjected to a second drawing process in the opposite direction to the first. A second drawing die 9 (Fig.
2), which has an opening 10 into which the already extended inner mold wall 7 is inserted. To protect the transition from the mold wall 7 to the plastic film 1, which is part of a base 11 of the finished mold, a protective cap 12 is used, which penetrates into the cavity 13 in the inner mold wall 7 created during the first drawing process by the drawing mold 2 and attaches to it centered. The protective cap 12 thus protects part of the base 11 from the thermal radiation from the heat source 3 acting before the second drawing process. An additional screen, corresponding to the screen 4 during the first drawing process, can also be used here. The second drawing process takes place in the same way as the first: the plastic film again rests against the second drawing mold 9 in the manner shown in broken lines (FIG. 2) and forms an outer casting mold wall 7a.
After the plastic film 1 with the molded-on casting mold has been removed from the drawing mold 9, the casting mold is ready for a simple coil according to FIG. 5 for the insertion of the wire coil 6 and subsequent casting with diesel resin (FIG. 3). The casting mold is cut out of the plastic film 1 at the point indicated by 14 and a film part 15 still closing the cavity 13 is removed for the purpose of creating a through opening for receiving a coil core, which results in a finished coil according to FIG.
When using the mold for a multi-layer coil, further drawing processes can follow the second drawing process before the wire roll 6 is inserted, each of which provides an additional base 16 (FIG. 4) and a further mold wall 17 for a further wire roll 18.
In this way, coils with high insulation strength between different wire coils can also be produced in small numbers economically and with little outlay on tools.
The method allows a ratio of the cup height to the smallest clear width of the through opening for the reception of the coil core of 4: 1 or greater to be achieved for the casting mold.
When using a multiple drawing mold for the simultaneous production of several molds in one drawing process, it should be noted that the heat treatment of the plastic film 1 means that the distances between the individual extracts are not always the same after the first and each subsequent draw. Of the individual drawing molds of the multiple mold used after the second drawing process, a single one is therefore stationary, while all the other individual drawing molds can be displaced in a plane perpendicular to the drawing direction in relation to the stationary one. As a result, when a plastic film 1, which has already been deformed in a first drawing process, is inserted into the corresponding openings 10 of the second drawing molds 9, the individual drawing molds adapt to the actual position of the casting mold walls 7 generated in the previous drawing process.
In this way, differences in shrinkage of the plastic film in the area of the plastic film 1 that has not yet been drawn out are compensated for during the second heating.
The method described can be applied using both vacuum and compressed air.
Furthermore, the method can also be used for other purposes instead of the exemplary embodiment described for a single or multi-layer coil. Instead of a second coil, its space can be used for cooling purposes. Containers can also be produced in this way, for example for packaging purposes, and the heights of the first and any further trains do not have to be the same.
PATENT CLAIM I
Cup-shaped casting mold drawn from a plastic film for the production of electrical coils enclosed on all sides by casting resin, which have a continuous opening for receiving an iron core, characterized in that at least two casting mold walls (7; 7a; 17), which are intended to surround at least one wire coil (6; 18) inside and outside during pouring, are drawn from one and the same piece of plastic film (1).