DE1774637A1 - Mit Metalldraht bewickelte Vorratsspule - Google Patents

Description

Dipl.-Ing.F.-J. KUPFERMANN I'nicntanwalt l.'V!*. ^ ?^UV *

Anmelder: N. V. Philips'Gloeilampenfabrieken <

Akte No. PHN- 2506 ^Wn / ^rfJM·

Anmeldung vom: 3O.JUÜ 1968

"Mit Metalldraht "bewickelte Vorratsspule".

όβ± der Mechanisierung der Herstellung elektrischer Einzelteile wird immer mehr sehr dunner Metalldraht verwendet, wie beispielsweise Kupferdraht mit einem Durchmesser kleiner als 40 μα, der in vielen Schichten zu einem Drahtpaket auf den Kern einer Vorratsspule gewickelt f ist. Eine derartige Vorratsspule weist auf übliche tfei3e einen Kern mit zwei Flanschen auf, zwischen denen das Drahtpaket eingeschossen ist·

Wird ein Metalldraht axial von einer derartigen Spule abgewickelt, so treten bald Ablaufprobleme auf) der Draht klenmt 3i ;h neulich sehr leicht in der Ecke zwischen einem der Flansche und einer bereits gewickelten Schicht feet, so dass mit eines nicht zu unterschätzenden Drahtbruch beim Abwickeln gerechnet werden nuss. Zur Verringerung der Bruchgefahr wurde vorgeschlagen, die Flanaohe der "Vorratsspule an ihren einander zugewandten FIiOhen abzuschrägen) die der Spule anhaften-

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den Nachteile werden dann einigermasse behoben, 3ie bleiben aber in wesentlichen bestehen.

Ähnliche Probleme treten bei rotierenden Spulen auf, bei ienon der Draht tangential abgewickelt wirdf die bereits erwähnten Nachteile werlen dann noch d\irch auftretende Trägheits- und TJnvm entkräfte verstärkt. Auch hier muss mit einer grossen Bruohgefahr gerechnet werden.

Die Erfindung bezweckt, eine für Vorrataspulen neue Kon-

Bw atruktion zu schaffen, bei der die gonannten Nachteile fehlen, und die dadurch gekennzeichnet iit, dae3 die in einer die Kernachse enthaltenden Quersohnitts ebene der Spule liegende Breitenabiaea sung d^s Drahtpaket3 abnimmt, je nachden ier Abstand zur Kernachae steigt. Im allgemeinen wird dabei die Anzahl in gleichen Abstand von der Keraobarfläohe liegender Windungen vorzugsweise kleiner gewählt werden, je nachdem der betreffende Abstand grosser ist. Hier wäre also ia ^wesentlichen ein flanschloBor Kern ausreichend, der sich beträohtlioh billiger herstellen lässt als ein mit Flanschen versehener Kern. Veiter hat es sich noch herausgestellt, dass durch Verwendung der erfindungegemässen Vorratsspule bedeu-

W tend höhere Ablaufgesohwindigkeiten als bei den bekannten Spulen zulässig sind.

Der in diesem Zusammenhang gemeinte Vorratsspulentyp i»t an sich bekannt und wird bei Textilgarnen verwendet, beispielsweise für einen Kreuzschlag-gespulten Textilfaden. Die Mechanischen Singenschaften von Textilfaden weiohen jedooh derart von denen der Metalldrlhte ab, dmsf man bisher in der Annahme lebt·, dass ein dünner Metalldraht nicht auf eine analoge Weise, wie bei Textilfaden, derart auf einen flansohlosen Kern gewickelt werden konnte, dass eine geeignete Torratsspule entsteht,

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d»r keine Drahtablaufproblene anhaften. Eß atellt sich iödoch heraus, dass diese Annahme in ihrer Allgemeinheit nicht richti; i-t.

Eb 3ei darauf hingewiesen, dass es an si oh jedenfalls bekannt i3t, bei e]pktriachen Spulen u.dgl. flanschlose Kerne zu verwenlen, die derart mit Metalldraht l-owickelt sind, das:: in gr''!oaert.-m Abstand mn der ICernoberflä'che weniger Windungen Yorkomiren. Bei diesen als Enlprodukt dienenden Spulen werden die Windungen vorzugsweise dauernd gegenüber einander fixiert. Da sie nicht als wieder abzuwickelnde VcrratS3pu-Itm dienen, kann τοπ Drahtablaufprobleme bei diesen Spulen nicht die μ

Bede sein.

Weiter iiat es sich bei Versuchen noch herausgestellt,

du.33 sich der Ketalldraht gut Ton der Vorratsspule abwickeln lässt, ohne iass eins Anzahl der Drahtwiniungen in axiale Verschiebung geraten, vonn beim Abwickeln des Ketalldrahtes dafür gesorgt wird, dass die mittlere Stelling ier Windungen ein Zehntel bie ein Hundertstel des mittleren Kerndurchrr.e3sers betragt.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungagemä'saen Vorratsspule ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der vom Drahtpaket umgebene Teil dee Kerns in axialer Richtung vob kleinsten Durchmesser jenes Kernteile gerechnet, einen gegebenenfalls nach beiden Kernenden aich erweiternden Teil aufweist, wobei in einer die Kernachse enthaltenden Querschnitt3ebene, der scharfe Winkel zwischen der die Kernoberfläche berührenden Linie und der Kernachse maximal 25° beträgt. Diese Ausführungsform bietet die interessante Möglichkeit, dass bei gleichbleibender Wickellänge der Spul« eine grosser· Drahtaenge aufgewickelt werden kann als bei zylinderfornigen Kernen. ^

Die Erfindung wird fur Vorratsspulen mit Metalldrähten

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verwendet, deren Eigenschaften und Durchmesser sehr verschieden sein konnten. Sie eignen sich beispielsweise für das verhältnismäasig weiche Kupfer, sind aber ebenso gut fur das viel härtere Wolfram verwendbar.

Ausführungebeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigern

Fig. 1 einen bekannten Vorratsspulentyp fur Metalldraht,

Fig. 2 eine mit Metalldraht bewickelte flanscblose Spule nach der Erfindung,

Fig. 3 eine flanschlose Vorratsspule einer etwas abweichenden Gestalt.

Die Vorratsspule nach Pig. 1 hat die übliche Form und enthält einen Kern 1 mit Flanschen 3 und 5» zwischen denen ein Metalldrahtpaket eingeschlossen ist. Beim Abwickeln dieses Drahtes von der Spule, der sich ziemlich schnell an den mit 7 angedeuteten Stellen zwischen einer Windungensohicht und dem Flansch festklemmt, wird dieser Draht, der hier axial abgewickelt wird, leicht brechen. Beim Abwickeln wird also immer mit Störungen wegen unregelmas3igen Drahtablaufs» der ψ sogar zu Drahtbruch führen kann, gerechnet werden nüssen, '

Die Vorratsspulen nach den Fig. 2 und 3 weisen diesen Nachteil nicht auf. ■

Die Vorratsspule naoh Pig. 2 enthält einen flanachlosen Kern 1, beispielsweise aus Kunststoff, der derart «it Metalldraht, beispielsweise Kupferdraht mit einer Dicke von 25 μ«, bewickelt ist, dass das entstandene Drahtpaket eine Gestalt annimmt, die in der Zeichnung durch gestriohelte Linien 11, 13 und 15 begrenzt ist. Die Flachen 11 und 15 haben dabei die Fora eines Kegelstumpfe». Bein Bewickeln wurde, dafür gesorgt, dass die mittlere Steigung der Windungen etwa i/bO des

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äusseren Kerndurchmessers beträgt. i3ei der Spule nach diesem Ausfuhrungsbeispiel beträgt der Winkel o£_f bei dem die Windungen an den mit 12 angedeuteten Stellen noch gerade nicht in Achsrichtung verschieben, etwa 20°.

Die Vorratsspule nach Pig. 3 enthält einen Kern 17, der ebenfalls aus Kunststoff genügender Stärke hergestellt sein kann und als ein Hyperboloid gebildet ist. Bei dem auf diesen Kern aufgewickelten Metalldrahtpaket wurde beim Wickeln dafür gesorgt, dass die mittlere Λ Steigung der Windungen durchschnittlich 1/40 des mittleren Kerndurchmessers beträgt. Bei dieser Ausfuhrungsform stellt es sich heraus, dass der maximal zulässige WinkelcC' bedeutend gröeser gewählt werden kann als bei der Spule nach Fig. 2\ er kann sogar 45 betragen, wobei der Winkel β vorzugsweise unterhalb 25 gehalten werden muss. Durch die hier gewählte Gestalt der Kernoberfläche zusammen mit dem gewählten Wert der mittleren Steigung der Windungen stellt es sich heraus, dass diese Spule mit einer beträchtlich grösseren Drahtmenge je Wickellänge bewickelt werden kann ohne dass Verschiebungsschwierigkeiten an der mit 19 angedeuteten Stelle des Pakets auftreten. Obschon hier der Kern als ein Hype: boloid gebildet ist, können auch andere Korper gewählt werden, beispieleweise ein gerader Zylinder, der an beiden Ebdflächen einen 3ich erweiternden Teil aufweist, und in Fig. 3 mit gestrichelten Linien dargestellt ist.

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Claims (3)

PHN. 2506. - 6 - PATENTANSPRÜCHE.

1. Vorratsspule, deren Kern mit einem Metalldraht zu einem Drahtpaket bewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer die Kernachse enthaltenden Querschnittsebene der Spule liegende lireitenabmessung des Drahtpakets abnimmt, je nachdem der Abstand zur Kernachse 3teigt.

2. Vorratsspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Steigung der Windungen 1/10 bis 1/100 des mittleren Kerndur chra ess er s beträgt.

3. Vorratsspule nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der von Drahtpaket umgebene Teil des Kernes in axialer Richtung vom kleinsten Durohmesser jenes Kernteile gerechnet, einen gegebenenfalls auf beiden Seiten sich erweiternden Teil aufweist, wobei in einer die Kernachse enthaltenden Querschnittsebene der scharfe Kinkel zwischen der die Kernoberfläche berührenden Linie und der Kernachee maximal 25° beträgt.

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