DE1614198C3

DE1614198C3 - Spritzgießform zum Einbetten eines Elektromagneten in Kunststoff durch Spritzgießen

Info

Publication number: DE1614198C3
Application number: DE19671614198
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Marocco
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1966-11-10
Filing date: 1967-11-10
Publication date: 1975-07-31
Also published as: DE1614198A1; DE1614198B2; FR1547824A; GB1207329A; ES347486A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Einbetten von Spulenkörper und Wicklung eines Elektromagneten in Kunststoff durch Spritzgießen, mit einem sich in den Formhohlraum der Spritzgießform erstreckenden zylindrischen Kern, dessen Durchmesser der zur Aufnahme eines {Magnetkerns dienenden Bohrung entspricht.

Elektromagneten, bei denen innerhalb des Spulenkörpers und der darauf befindlichen Wicklung ein Magnetkern bzw. ein Anker angeordnet ist, der sich unter der Wirkungsweise eines durch einen Stromfluß in der Wicklung erzeugten Magnetfeldes in Achsrichtung der Wicklung bewegt, können beispielsweise zur Betätigung von Ventilen verwendet werden.

Um einen derartigen Elektromagneten gegen äußere Einflüsse, welche zu Korrosionen führen können, zu schützen, werden der Spulenkörper, die Wicklung und auch ein einen Teil des magnetischen Kreises bildender stationärer Anker, die im folgenden insgesamt auch als stationärer Teil des Elektromagneten bezeichnet werden, mit Kunststoff umgössen, der gleichzeitig auch zur Isolation der Wicklung beiträgt.

Nach der DT-AS 1 222 574 ist bereits das Einbetten eines Elektromagneten in Kunststoff durch Spritzgießen in einer Spritzgießform bekannt.

Der Schutz vor Korrosion gilt nicht nur für Elektromagnete, sondern allgemein auch für andere elektrische Anordnungen, wie beispielsweise Elektromotoren. So ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 823 781 ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für dynamoelektrische Maschinen bekanntgeworden, bei dem ein Stator der Maschine zusammen mit einem aufblasbaren Formeinsatz in eine Form eingesetzt und nach Aufblasen des Formeinsatzes ein gießfähiges Harz in die Form eingebracht wird. Der aufblasbare Formeinsatz füllt dabei den Raum, in den kein Harz eindringen soll. Nach Aushärten des Harzes wird der Formeinsatz entleert und von dem durch das ausgehärtete Harz gebildeten Gehäuse abgezogen.

Beim Umgießen des stationären Teils eines Elektromagneten der vorbeschriebenen Art stellt sich insofern ein spezielles Problem, als die Abmessungen des Kunststoffumgusses im hohlzylindrischen Raum innerhalb des Spulenkörpers, in dem der Magnetkern bzw. Anker geführt werden soll, in sehr engen Toleranzen eingehalten werden müssen, damit nämlich der bewegliche Magnetkern bzw. Anker genau in diesen Raum eingepaßt ist.

Die Einhaltung dieser Toleranzen ist mit einem aufblasbaren Formeinsatz nach der britischen Patentschrift 823 781 mindestens schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießform zum Umspritzen des stationären Teils eines Elektromagneten anzugeben, mit dem die genannten Toleranzen genau einzuhalten sind. Diese Aufgabe wird bei einer Spritzgießform der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst:

Durch einen im Bereich des freien Endes des zylindrischen Kernes in den Formhohlraum mündenden Einspritzkanal und einen mit geringer Reibung gleitend auf dem zylindrischen Kern gelagerten, hohlzylindrischen Einsatz, der nicht weiter als der zylindrische Kern in den Formhohlraum ragt, dessen Wandstärke dem Abstand zwischen zylindrischem Kern und Spulenkörper entspricht und der vom Einspritzkanal weg gegen eine Kraft bewegbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Spritzgießform und

F i g. 2 eine andere Ausgestaltung eines Teils der Spritzgießform nach F i g. 1.

In F i g. 1 ist eine Spritzgießform dargestellt, in das der stationäre, mit Kunststoff zu umspritzende Teil eines Elektromagneten eingesetzt ist.

Bei diesem stationären Teil des Elektromagneten handelt es sich im wesentlichen um eine auf einem Spulenkörper 2 befindliche Wicklung 1, die gegen axiale Verschiebung auf dem Spulenkörper durch an diesem vorgesehene Flansche 3 und 4 gesichert ist. Von den elektrischen Zuleitungen für die Wicklung 1 ist in F i g. 1 eine sichtbar und mit 7 bezeichnet. Auf der Außenseite der Wicklung 1 ist ein stationärer, einen Teil des magnetischen Gesamtkreises bildender Anker 6 in Form eines U-förmigen Bügels aus ferromagnetischem Material vorgesehen. Dieser stationäre Anker 6 ist mit einer Bohrung zur Durchführung eines nicht dargestellten beweglichen Magnetkerns bzw. Ankers des Elektromagneten versehen. Dieser Magnetkern ist in dem durch den Spulenkörper 2 gebildeten hohlzylindrischen Raum gelagert und vermag unter der Wirkung eines durch einen Stromfluß in der Wicklung 1 erzeugten Magnetfeldes, beispielsweise gegen die Wirkung einer Feder, Bewegungen auszuführen.

Beim Umspritzen des vorbeschriebenen stationären Teils des Elektromagneten ist es nun — wie eingangs schon ausgeführt — insbesondere wichtig, daß die Abmessungen der Kunststoffumhüllung innerhalb des

durch den Spulenkörper 2 gebildeten hohlzylindrischen Raums in genau vorgegebenen Toleranzen eingehalten werden, damit der bewegliche Magnetkern bzw. Anker genau führbar ist.

Dies ist mit einer Spritzgießform nach F i g. 1 folgendermaßen erreichbar:

Das Umspritzen des vorstehend in seinen Grundzügen beschriebenen stationären Teils des Elektromagneten mit Kunststoff erfolgt in einer Spritzgießform, die zwei konventionelle äußere Formhälften 10 und 11 umfaßt, welche sich gegenüberstehen und einen Formhohlraum 12 bilden, dessen Gestalt der des fertig mit Kunststoff umgossenen stationären Teils des Elektromagneten entspricht.

In die Formhälfte 11 ist ein Düsenkörper 13 zum Einspritzen des Kunststoffs eingeschraubt, welcher den Formhohlraum 12 über einen in ihm vorgesehenen Einspritzkanal 14 mit dem Außenraum verbindet. Aus strukturellen Gründen ist die Formhälfte 10 aus mehreren Teilen hergestellt, die sich jedoch im Betrieb wie eine einstückige Einheit verhalten.

An der Formhälfte 10 ist ein zylindrischer Kern 15 hängend befestigt, dessen freies Ende in den Formhohlraum 12 hineinragt, und zur Öffnung des Einspritzkanals 14 axial ausgerichtet ist. Ein hohlzylindrischer Einsatz 16 ist mit geringer Reibung gleitend auf dem zylindrischen Kern 15 angeordnet. Dieser Einsatz 16 stimmt in seiner Dicke mit einem für die Wand eines axialen hohlzylindrischen Raums 17 vorgesehenen Überzug im stationären Teil des Elektromagneten überein. Die axiale Länge des Einsatzes 16 ist größer als die axiale Länge des stationären Teils des Elektromagneten, wobei sein Außendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Raums 17 ist.

Das vom Düsenkörper 13 abgewandte Ende des Einsatzes 16 ist aufgeweitet und wird von einer zylindrischen Ausnehmung 18 in der Formhälfte 10 aufgenommen, um eine genaue Führung bei axialen Verschiebungen des Einsatzes 16 in bezug auf den zylindrischen Kern 15 zu gewährleisten. Der Düsenkörper 13 ist mit einem axialen Flansch 19 versehen, der den Einspritzkanal 14 umgibt und in den Formhohlraum 12 der Spritzgießform hineinragt.

Der mit Kunststoff zu umspritzende stationäre Teil des Elektromagneten ist im Formhohlraum 12 derart angeordnet, daß er auf das freie Ende des Kerns 15 über den hohlzylindrischen Einsatz 16 aufgesetzt ist.

Bei geschlossener Spritzgießform liegt die Basis des stationären Teils des Elektromagneten auf dem axialen Flansch 19 auf, wobei das andere Basisteil durch Ab-Standshalter 5 im Abstand vom Boden des Formhohlraums 12 angeordnet ist. Die Abstandshalter 5 sind am stationären Teil des Elektromagneten vorgesehen. Speziell besitzen diese Abstandshalter 5 die Form von Dübeln, welche über den Flansch 3 auf dem die Wicklung 1 tragenden Spulenkörper 2 hinausragen. Zur Zentrierung des mit Kunststoff zu umspritzenden anderen Endes des stationären Teils des Elektromagneten sind entsprechende Dübel vorgesehen.

Damit wird jede axiale oder radiale Verschiebung des zu umspritzenden Teils vermieden, wobei durch vollständiges Abdecken der Wicklung 1 durch die Flansche 3 und 4 auch eine Deformation der Wicklung 1 durch eingespritzten Kunststoff vermieden wird.

Nach dem Verschließen der Spritzgießform wird geschmolzener Kunststoff durch den Einspritzkanal 14 eingespritzt.

Der Kunststoff erreicht zunächst ein Ende des Raums 17 und verschiebt den Einsatz 16 in seiner axialen Stellung; dann erreicht er den ringförmigen Bereich zwischen der Wand des Raums 17 und dem stationären Kern 15.

Der nach innen gerichtete radiale Druck des Kunststoffs wird von der Wand des Raums 17 gleichförmig aufgenommen, wodurch die resultierende Kraft aufgehoben und der zu umgießende stationäre Teil nicht quer verschoben wird.

Nachdem der Einsatz 16 von dem zu umspritzenden stationären Teil entfernt ist, dringt der eingespritzte Kunststoff in den um die Außenfläche des stationären Teiles angeordneten Formhohlraum 12, wobei der Druck bei Beförderung des Kunststoffes durch den freien Raum sinkt.

Bei fortgesetztem Einspritzen des Kunststoffes füllt das Material den gesamten freien Raum im Formhohlraum 12 allmählich aus und fließt zum axialen Flansch 19, der einen Rückfluß des Kunststoffes zum Einspritzkanal 14 unterbindet. Der auf dem axialen Flansch 19 ruhende, zu umspritzende stationäre Teil des Elektromagneten verbleibt dann frei.

Falls es erwünscht ist, das Umspritzen auf diesen Teil auszudehnen, so werden der den Einspritzkanal 14 umgebende axiale Flansch 19 und der Düsenkörper 13 gemäß F i g. 2, in der gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, getrennt hergestellt. Der axiale Flansch 19 wird dann gleitend in eine ringförmige Führung eingesetzt, die zwischen dem Innenrand eines Durchlasses in der Formhälfte 11 und dem Außenrand des Formhohlraums 12 ausgebildet ist. Die Kante des axialen Flansches 19, die an das Ende des zu umspritzenden stationären Teils des Elektromagneten anstößt, ist konisch abgeschrägt, wobei eine Feder 20 den axialen Flansch 19 gegen die Innenseite der Spritzgießform drückt. Beim abschließenden Einspritzvorgang tritt der die Außenfläche des axialen Flansches 19 erreichende Kunststoff in die konische Abschrägung ein und drückt den axialen Flansch 19 gegen die Wirkung der Feder 20 zurück, wodurch der Teil umspritzt wird, der mit dem axialen Flansch 19 in Kontakt stand.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgießform zum Einbetten von Spulenkörper und Wicklung eines Elektromagneten in Kunststoff durch Spritzgießen, mit einem sich in den Formhohlraum der Spritzgießform erstreckenden zylindrischen Kern, dessen Durchmesser der zur Aufnahme eines Magnetkerns dienenden Bohrung entspricht, gekennzeichnet durch einen im Bereich des freien Endes des zylindrischen Kernes (15) in den Formhohlraum mündenden Einspritzkanal (14) und einen mit geringer Reibung gleitend auf dem zylindrischen Kern (15) gelagerten, hohlzylindrischen Einsatz (16), der nicht weiter als der zylindrische Kern (15) in den Formhohlraum (12) ragt, dessen Wandstärke dem Abstand zwischen zylindrischem Kern (15) und Spulenkörper (2) entspricht und der vom Einspritzkanal (14) weg gegen eine Kraft bewegbar ist.

2. Spritzgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzkanal (14) Teil eines Düsenkörpers (13) ist, der auf seiner dem Formhohlraum (12) zugekehrten Seite mit einem axialen Flansch (19) versehen ist, auf dem sich der Spulenkörper (2) abstützt.

3. Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch ge-' kennzeichnet, daß der axiale Flansch (19) des Düsenkörpers (13) gegen die Kraft einer ihn in den Formhohlraum (12) drückenden Feder (20) gleitend in einer ringförmigen Fassung gelagert ist.