DE1154868B

DE1154868B - Verfahren zur Isolierung des Kernes und der Wicklung von Ringkernspulen oder -uebertragern, insbesondere der Nachrichten- und Messtechnik, mittels vorzugsweise thermoplastischer Isolierstoffolien

Info

Publication number: DE1154868B
Application number: DET18918A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Auer; Helmut Neumann
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1960-08-29
Filing date: 1960-08-29
Publication date: 1963-09-26

Description

Verfahren -zur Isolierung des Kernes und,der Wicklung von Ringkernspulen oder -übertragern, insbesondere der Nachrichten- und Meßtechnik, mittels vorzugsweise thermoplastischer Isoherstoffolien Bei Ringkennübertragern der Nachnichtentechmk, z. B. Leitunigsübemtragern, ist eine hochspannungsfeste Isolierung des Kernes und der einzelnen Wicklungen erforderlich. Auch bei Ringkernspulem ist häufig eine Isolierung vom Kein und Wicklung erwünscht. Diese Isolierungen werden bisher bekannt-Ibch meist maschinell durch Bewickeln mit sich überlappendem Bändern aus Isolierstoffen. geeigneter Art, insbesondere Folien, hergestellt. Dabei ergibt sich aus geometrischen Gründen im Restloch des Ringkernes eine stärkere Isolierung als außen auf dem Kemn. Fernes trägt die Isolierung infolge Faltenbildung oder mangelnder Elastizität, z. B. bei Verwendung von steifen Folien oder Papieren, .im Innenloch stärker auf. Bei kleinem Restloch muß unter Umständen die äußere Isolierung sogar von Hand aufgebracht werden, wodurch der bei maschineller Wicklung schon stark ins Gewicht fallende Lohnanteil der Herstellungskosten der Übertrager noch weiter wesentlich ansteigt. Außerdem ist bei der üblichen Verwendung von Bändern aus klarer, durchsichtiger Kunststoffolie eine gleichmäßige Überlappung der von Hand aufgebrachten Wickelbänder sehr schwierig und die Gefahr des Auftretens von Wickelfehlern groß.
Es ist bekannt, vorgeformte, z. B. gezogene, gepreßte oder gespritzte Isolierstoffkappen aus thermoplastischem Kunststoff auf den Spulenkern aufzusetzen, die den Kern ganz oder teilweise umgeben (deutsches Gebrauchsmuster 1796 810). Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, derartige vorgeformte Isolierstoffkappen zur Isolierung der einzelnen Wicklungen von Ringkernübertragern zu verwenden (deut sches Gebrauchsmuster 1815 881/21 a), indem diese Kappen paarweise über die Wickellagen gestülpt werden. Diese Verfahren bedängen eine aufwendige Werkzeuginvestition und sind für eine Seuienfertigung nicht geeignet. Unvermeidliche, durch Materialeigenschaften und fertigungsitechniisch bedingte Toleranzen in dein. Kernabmessungen machen viele :teure Formwerkzeuge für die Kappenherstellung erforderlich; diese sind ebenso für alle weiteren Wicklungsisolationen notwendig, da sich diese Toleranzen durch den gesamten Herstellungsgang hindurch auswirken. Dazu kommen noch die Toleranzen durch ungleichmäßiges Wickeln und infolge unterschiedlicher mittlerer Windungsbreite der Wicklungen. Man benötigt also eigne umfangreiche und kostspielige Auswahl verschiedener Kappengrößen, und für jede Teilisolierung müssen die passenden Kappen erstellt werden, um ein straffes Anliegm zu ,erreichen. Hierzu sind unter Umständen mehrere Arbeitsgänge erforderlich, wodurch die Herstellungskosten des Spulen und Übertrager noch weiter ansteigen.
Es ist fernher bekannt, Spulemkkarne mixt Isolierlack im Tauchverfahren zu überziehen. Hierbei ist aber auch bei mehrmaligem Tauchen eine gleichmäßig starke und somit sichere Isolation nicht erreichbar, da sich der Isolierlack nasch dem Eintauchen jedesmal von den scharfen Kantendes Kernes etwas zurückzieht und die Lackschicht daher hier schwächer ist als auf den ebenen bzw. schwach gewölbten Kernflächen. Ganz Ahnliches trifft für die Drähte der Wicklungen zu. Der Lack läuft von den höher liegenden Drähten in die Zwischenräume, so daß gerade die gefährdeten Stellen die schwächste Isolierung aufweisen.
Es äst auch bekannt, Spulenkerne aus Ferrit direkt mit Kunststoff nach dem Wirbelsünterverfahren zu isolieren.. Dieses Verfahren ist kompliziert und teuer. Es ist auch wegen der erforderlichen hohen Temperatur (etwa 400° Q nicht immer anwendbar, insbesondere nicht zur Isolierung der Wicklungen von Ringkernspulean und -übertragern. Außerdem ist auch bei diesem Verfahren eine gleichmäßige Schichtstärke der Isolierung nicht immer gewährleistet.
Es ist schließlich bekannt, auf einen Kern aufgebrachte Kondensatorwickel mittels isolierender thermoplastischer Foliier aufzubauen und zu überziehen, um eine luftsichere Kapselung des Korden- Bators zu erzielen. Ebenso ist es bekannt, elektrische zylindrische Spulenwicklungen und die Stirnflächen ihrer Spulenkörper mit thermoplastischen Isolierstofffohen zu überziehen. Hierbei handelt es sich aber durchweg um vorgereckte, schrumpffähige Folien, die nach erfolgter Aufbringung und Anwendung von Wärme wieder entreckt werden und daher fegst aufschrumpfen. Dieses Verfahren ist umständlich und für die serienweise Isolierung von Ringkernübertragern und -spulen mittels normaler, d. h. nicht schrumpffähiger, vorzugsweise .thermoplastischer Isolie.rstofffohen ungeeignet.
Die Erfindung betrifft ein diese Nachteile der bekannten Verfahren vermeidendes Verfahren zur Isolierung des Kernes und der Wicklungen von Ringkernspulen oder -übertragern, insbesondere der Nachrichten- und Meßtechnik, mittels vorzugsweise thermoplastischer Isolierstoffolien unter Anwendung eines an sich bekannten Vakuumziehverfahrens, gekennzeichnet :durch die Kombination der folgenden Verfahrensschritte: a) Die in einen Spannrahmen eingespannte Folie wird nach Erwärmung straff über den unmittelbar als Form dienenden urbewickelten oder bewickelten Ringkern, der mit einer Stirnfläche zentrisch auf den mit Löchern versehenen Deckel eines vorzugsweise zylindrischen Absaugtopfes mit Vakuumanschluß aufgesetzt ist, und über den Rand des Absaugtopfes gezogen und festgehalten.
b) Die (kegelstumpfförmi'g) gezogene Folie wird unter der Wirkung des Vakuums abdichtend gegen den Rand des Absaugtopfes gesogen.
c) Die Luft zwischen d err Folie und dem Deckel des Absaugtopfes wird abgesaugt, so daß sich die Folie festhaftend an die Ringkernoberfläche anlegt.
d) Nach Entfernung überstehender Folienteile und nach Umsetzung des Ringkernes auf die andere, bereits isolierte Stirnfläche wird der Vorgang wiederholt.
Die Anwendung des beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Vakuumziehverfahrens ist für andere Zwecke bereits bekannt, z. B. um thermoplastische Folien miteinander oder mit Gebilden aus anderen Stoffen, wie insbesondere Papier, Karton, Fäden, Metallfolien, Textilerzeugnissen u..dgl., lediglich durch Anwendung von Wärme und Druck miteinander zu verbinden. Die Anwendung des Vakuumziehverfahrens ist auch geeignet zum überziehen von Gebrauchsgegenständen, beispielsweise der Grundplatte eines Füllfederhalterständers, mit einer dünnen, der Verzierung :dienenden Schicht aus Celluloid oder ähnlichem Material, das durch Erwärmen oder Behandlung mit Azoton plastisch gemacht wird. Schließlich ist auch die Anwendung des Vakuumziehverfahrens zur Verpackung von Handelsartikeln, wie beispielsweise Injektionsnadeln, in thermoplastischen Folien und zum überziehen von Knöpfen, Münzen und dergleichen Gebrauchsgegenständen mit thermoplastischen Folien bekannt.
Das Verfahren nach der Erfindung, dem eine neuartige Anwendung des Vakuumziehverfahrens zugrunde liegt, wird an Hand eines in dien Fig.1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In Fig. 1 a ist 1 der zu isolierende urbewickelte Ringkern, der beispielsweise aus ferromagnetischem Band gewickelt oder aus Ferrit gepreßt ist. Er ist mit einer seiner beiden Stirnflächen zentrisch auf den kreisrunden Deckel 2 eines zylindrischen Absaugtopfes 3 mit einem mit einer Vakuumpumpe verbundenen Vakuumanschluß 4 aufgesetzt. Der Deckel 2 ist mit außen um den Kern herum im Kreis angeordneten Löchern 5 versehen und weist außemdem einen eingesetzten oder eingeschraubten, zweckmäßigerweise veränderbaren Zentrier- und Begrenzerstöpsel 6 mit durchgehenden Löchern 7 auf, der in das Restloch 8 des Kernes 1 hineinragt.
Fig. 1 b zeigt die thermoplastische Kunststoffolie 9 (z. B. eine Polykarbonatfolie), die zwischen zwei Spannrahmen 10 straff und eben eingespannt ist, die dem Absaugtopf 3 entsprechende mittige, kreisförmige, übereinanderliegende Öffnungen aufweisen, deren Durchmesser etwas (d. h. mindestens um die doppelte Folienstärke) größer ist als der Durchmesser des Topfes 3.
Fig. lc stellt einen vorzugsweise schwenkbaren Wärmestrahler 12 für gerichtete Wärmestrahlung,z.B. einen Infrarotstrahler oder einen Strahler mit normale Heizspirale, dar, dessen Strahlen den innerhalb der Öffnungen 11 liegendem Teil der Folie 9 gleichmäßig bis auf eine Temperatur erwärmen, bei der de Folie leicht verformbar und für einen Tiefziehvorgang geeignet ist. Dieser Zeitpunkt ist mit dem bloßen Auge erkennbar, da sich die Folie bei der Erwärmung zunächst unter Faltenbildung ausdehnt, sich bei weiterer Erwärmung im Moment der Tiefziehbereitschaft aber wieder glatt spannt. Die Zeit vom Beginn dar Bestrahlung bis zum Erreichen des tiefziehfähigen Zustandes der Folie braucht nur wenige Sekunden zu betragen.
Die tiefziehbereite Folie wird nun mit dem Spannrahmen 10 in, axialer Richtung zentrisch über den Ringkern 1 und den oberen Rand des Topfes 3, gedrückt, so daß die Folie hutförmig bzw. kegelstumpfförmig über :den Ringkern gestülpt ist. Die Fig. 2 zeigt diesen Moment des Verfahrensablaufes in perspektivischer Ansicht, während die Fig. S einen Querschnitt durch den Absaugtopf im gleichen Moment darstellt.
Unter der Wirkung des Vakuums wird zunächst der Rand des Absaugtopfes 3 durch die Folie 9 selbsttätig abgedichtet, so daß ein abgeschlossener Luftraum entsteht. Aus diesem wird -die Luft durrch die Löcher 5 und 7 über den Vakuumanschluß 4 abgesaugt. Die Folie legt sich dabei glatt, d. h. ohne jede Faltenbildung, an die Oberfläche ,des Ringkernes, also an die äußere Zylinderfläohe, die obere Stirnfläche und die innere Zylinderfläche des Restloches an (Fig. 3).
Nach Beendigung des praktisch nur wenige Sekunden dauernden Absaugvorganges wird von dem mit der Folienschicht überzogenen Ringkern der an seinem unteren Rand noch festhängende, ,nach außen überstehende Folienteil 9' entfernt, z. B. mittels eines Messers abgeschnitten und der Kern danach abgehoben. Dann werden die Spannrahmen 10 gelöst und der Folienrest 9'herausgenommen (Fig. 4 a).
Um eine vollständige, allseitige Isolierung des Ringkernes zu erzielen, wird dieser mit der anderen, bereits isolierten Stirnfläche nochmals auf denn Deckel des Absaugtopfes gesetzt und der beschriebene Vorgang mit einer neuen in den Spannrahmen eingesetzten thermoplastischen Folie wiederholt.
Auch ein mit einer Wicklung versehener Ringkern kann in der beschriebenen Weise isoliert werden. Dabei werden, wie aus Fig. l d ersichtlich, die Herausführungsdrähte 14 der Wicklung des Ringkernes an der Wicklung entlang achsparallel mittels der Löcher 5 durch den Deckel 2 hindurch in das Innere des Topfes 3 hineingeführt. In Fig. 4b ist der auf diese Weise allseitig straff mit einer Isolierstoffolie umgebene Ringkern dargestellt.
Entsprechend kann der Ringkern auch nach Aufbringung einer oder mehrerer weiterer Wicklungen von Wicklung zu Wicklung jeweils mit einer fest anliegenden Isolierstoffolie überzogen werden.
Fig. 6 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren isolierten Ringkernübertrager mit zwei Wicklungen, wobei die Isolierfolie der besseren übersieht wegen übertrieben stark dargestellt wird. 9 a und 9 b sind die nacheinander auf den Ringkern 1 aufgebrachten Folien, während 9 c und 9 d die auf die erste Wickellage 15 und 9 e und 9 f die auf die zweite Wickellage 16 aufgebrachten Folien darstellen.
Wie ersichtlich, wird das Ausziehen der Folie im Restloch durch den Zentrier- und Begremzerstöpsel, dessen Höhe den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden kann, begrenzt. Hierdurch wird .eine überdehnung der Folie vermieden. Zur weiteren Verbesserung der Isolationseigenschaften können zusätzlich zylindrische Folienstreifen eingelegt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Isolierung des Kernes und der Wicklungen von Ringkernspulen oder -übertragern, insbesondere der Nachrichten- und Meßtechnik, mittels vorzugsweise thermoplastischer Isolierstoffolien unter Anwendung eines an sich bekannten Vakuumziehverfahrens, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Verfahrensschritte: a) Die in einen Spannrahmen (10) eingespannte Folie (9) wird nach Erwärmung straff über den unmittelbar als Form dienenden unbewickelten oder bewickelten Ringkern (1), der mit einer Stirnfläche zentrisch auf den mit Löchern (5, 7) versehenen Deckel (2) eines vorzugsweise zylindrischen Absaugtopfes (3) mit Vakuumanschluß (4) aufgesetzt ist, und über den Rand (13) des Absaugtopfes gezogen und festgehalten. b) Die (kegelstumpfförmig) gezogene Folie wird unter der Wirkung des Vakuums abdichtend gegen den Rand (13) des Absaugtopfes (3) gesogen. c) Die Luft zwischen der Folie und dem Deckel (2) des Absaugtopfes (3) wird abgesaugt, so daß sich die Folie festhaftend an die Ringkernoberfläche anlegt. d) Nach Entfernung überstehender Folienteile und nach Umsetzung des Ringkernes auf die andere, bereits isolierte Stirnfläche wird der Vorgang wiederholt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Isolierung der einzelnen Wicklungen von Ringkernspulen oder -übertragern die herausgeführten Anschlußdrähte (14) der jeweiligen Wicklung (15 bzw. 16) achsparallel an dieser anliegend durch die äußeren Löcher (5) im Deckel (2) des Absaugtopfes (3) in diesen hineingeführt und die außerhalb desselben befindlichen Teile der Anschlußdrähte gleichzeitig mit der jeweiligen Wicklung mit der thermoplastischen Isolierstoffolie (9 c, 9 d bzw. 9 e, 9 f) überzogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkern (1) über einen im Deckel (2) des Absaugtopfes (3) eingesetzten Zentrier- und Begrenzerstöpsel (6) aufgesetzt wird, der Absauglöcher (7) enthält und die Ziehtiefe der Isolierstoffolie im Restloch (8) des Kernes begrenzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufziehen der Isolierstoffolie zur Verbesserung der Isolationseigenschaften innerhalb des Restloches (8) zusätzlich ein Folienstreifen zylinderförmig eingeführt wird derart, daß dieser nach dem Aufziehvorgang an der Innenwand des Restloches (8) anliegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 733 609, 934116, 936 528; schweizerische Patentschrift Nr. 161620; britische Patentschriften Nr. 752 719, 757103; USA.-Patentschriften Nr. 1980 022, 2 750 719.