DE19518349C1 - Spulenkörper, insbesondere für Kleinrelais sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper, insbesondere für Kleinrelais, aus Isolierstoff, bestehend aus einem Spulenrohr als Wicklungsträger mit einer axial durchgehenden Kernöffnung und je einem im Bereich eines jeden Endes des Spulenrohres einstückig angeformten Flansch. Außerdem betrifft die Erfin­ dung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spulen­ körpers.

Spulenkörper für Relais werden im allgemeinen mit Spritzgieß­ werkzeugen geformt, wobei die Außenkonturen über zwei Form­ hälften gestaltet werden, während die axial durchgehende Kernöffnung über sogenannte Kernzüge, also speziell angetrie­ bene Schieber in der Form, erzeugt werden. Solche zusätzli­ che, relativ zu den Formhälften bewegliche Schieber bedingen einen komplizierten Formaufbau, eine aufwendige Steuerung und einen erhöhten Zeitaufwand.

In der DE 38 35 105 C2 ist ein Relais beschrieben, dessen Spulenkörper einen U-förmigen Querschnitt aufweist, so daß das Spulenrohr also einen durchgehend offenen Längsschlitz aufweist. Dieser Spulenkörper kann deshalb ohne zusätzliche Kernzüge im Gießwerkzeug ausgeformt werden, er kann aber we­ gen des durchgehend offenen Spulenrohrs auch nicht auf einen normalen Wickeldorn aufgesteckt werden. Der Kern wird dabei nicht axial gesteckt, sondern seitlich eingelegt; erst danach wird die Wicklung aufgebracht.

Im DE-GM 69 03 063 ist auch bereits ein Spulenkörper aus einem hohlen Kernstück und zwei zur Spulenachse senkrechten Endflanschen dargestellt, der mit einer zweiteiligen Form herge­ stellt werden kann. Die Formhälften werden dabei in Axial­ richtung des Spulenkörpers bewegt, wobei die Flansche jeweils abwechselnd segmentförmig unterbrochen sind, um den Durch­ tritt des jeweiligen Formabschnittes zu ermöglichen. Bei die­ sem Spulenkörper ist es jedoch nicht möglich, im Flanschbe­ reich radiale Steckkanäle für Spulenanschlußelemente vorzuse­ hen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spulenkörper zu schaffen und ein Herstellverfahren für einen solchen Spulen­ körper anzugeben, der in einer einfachen zweiteiligen Spritz­ gießform ohne zusätzliche relativ bewegte Teile herstellbar ist und der in gleicher Weise wie herkömmlich hergestellte Spulenkörper weiter verarbeitet werden kann, z. B. durch Aufstecken auf einen Wickeldorn und durch Anwickeln der Wicklungsenden an Anschlußstifte im Spulenflansch.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Spulenkörper der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Kernöffnung durch eine Mehrzahl von zueinander versetzten, abwechselnd entgegengesetzt in das Spulenrohr eingreifenden Radialausnehmungen gebil­ det ist, welche ohne Zwischenraum aneinander anschließen und einander im Bereich der Mittelachse des Spulenrohres überlap­ pen.

Die Herstellung dieses Spulenkörpers erfolgt erfindungsgemäß mit einer zweiteiligen Form, deren Formtrennebene durch die Spulenachse oder parallel zu dieser verläuft, wobei durch die beiden Formhälften die Außenkontur des Spulenkörpers vorgege­ ben ist und durch abwechselnd von den beiden Formhälften ent­ gegengesetzt zueinander in Radialrichtung vorspringende, in Axialrichtung gegeneinander versetzte Form­ ansätze im Axialbereich des Formhohlraums ein durchgehend ausgefüllter Kernbereich gebildet wird, der nach Ausfüllen der verbleibenden Hohlräume mit Kunststoff und nach Trennung der Formhälften die gewünschte durchgehende Kernöffnung er­ gibt. Der erfindungsgemäß gebildete Spulenkörper besitzt dem­ nach ein über den gesamten Umfang durch Isolierstoff zusam­ mengehaltenes Spulenrohr, wenn auch dessen Wände abwechselnd an gegenüberliegenden Seiten unterbrochen sind. Der Spulen­ körper kann demnach zum Wickeln auf einen normalen Wickeldorn aufgesteckt werden und er kann nach dem Wickeln einen übli­ chen axial eingesteckten Kern aufnehmen. Die erwähnten Unter­ brechungen in der Wand des Spulenrohres stören beim Wickeln nicht und vermindern auch die Stabilität des Spulenkörpers nicht entscheidend. Auch der Isolationsabstand zwischen Wick­ lung und Kern ist gewährleistet, insbesondere bei einem rechteckigen oder annähernd rechteckigen Querschnitt des Spu­ lenrohres. Die Länge der jeweiligen Unterbrechungen hängt von der Anzahl der abwechselnd in beiden Formhälften vorgesehenen Ansätze ab; sie kann entsprechend der gewünschten Gestaltung des Spulenkörpers und der gewünschten Größe einzelner Hohl­ räume in Abhängigkeit vom Fließverhalten des Isolierstoffes gewählt werden. Durch die erfindungsgemäß auch in den Flanschbereichen entstehenden Fenster des Spulenrohres kann der Wicklungsdraht von einem Anschlußstift direkt zur unter­ sten Wicklungslage geführt werden, ohne daß er durch die dar­ über liegenden Windungen gequetscht wird. Auch eine Zugentla­ stung ist durch Nachschieben des Anschlußstiftes auf einfache Weise möglich.

Insgesamt ist festzustellen, daß durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Spulenkörpers und das entsprechende Herstel­ lungsverfahren die Spritzgießform wesentlich einfacher und kostengünstiger ist als bei der Herstellung herkömmlicher Spulenkörper. Die Formnester für die gleichzeitige Ausformung einer größeren Anzahl von Spulenkörpern können wegen des Feh­ lens zusätzlich angetriebener bewegter Teile sehr dicht ne­ beneinander angeordnet werden. Dadurch verkürzen sich auch die Angußkanäle, und es kann eine größere Anzahl von Spulen­ körpern in einem Spritzgießzyklus hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 bis 3 einen erfindungsgemäß gestalteten Spulenkörper in verschiedenen Ansichten, teilweise geschnitten,

Fig. 4 eine stirnseitige, teilweise geschnittene Ansicht des Spulenkörpers gemäß den Fig. 1 bis 3 mit zusätzlich einge­ steckten Anschlußstiften,

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelte Spulenkör­ perform im Längsschnitt zusammen mit einem andeutungsweise dargestellten Spritzgießwerkzeug,

Fig. 6 eine in einem Spritzgießzyklus hergestellte Reihe von Spulenkörpern mit beiderseits zusammenhängenden Angußstegen,

Fig. 7 eine in einem Spritzgießzyklus hergestellte Doppel­ reihe von Spulenkörpern mit einem mittleren Angußsteg und

Fig. 8 einen Querschnitt durch das Spulenrohr einer weiteren Ausführungsform des Spulenkörpers.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Spulenkörper 1 ist vollständig aus Kunststoff gespritzt. Er besteht aus einem Spulenrohr 2 mit an den Endbereichen des Wicklungsraumes an­ geformten Flanschen 3 und 4 sowie stirnseitigen Flanschansät­ zen 5 und 6. Der Spulenkörper besitzt über seine ganze Länge eine axiale Kernöffnung 7, welche durch abwechselnd entgegen­ gesetzt in das Spulenrohr eingreifende Radialausnehmungen ge­ bildet ist. In dem Beispiel der Fig. 1 bis 3 sind drei derartige Radialausnehmungen vorgesehen, nämlich eine von der Oberseite her über die gesamte Wicklungslänge vom Flansch 3 bis zum Flansch 4 reichende Radialausnehmung 7a sowie zwei von unten her in die Flanschansätze 5 und 6 eingreifende Ra­ dialausnehmungen 7b und 7c. So besitzt das Spulenrohr über seinen ganzen Umfang hinweg zusammenhängende Wandelemente, die zwar durch die fensterförmigen Ausnehmungen 7a, 7b und 7c einmal von der einen und einmal von der anderen Seite her un­ terbrochen sind, dennoch aber die notwendige Stabilität für das Spulenrohr ergeben und das Aufstecken des Spulenkörpers auf einen Wickeldorn ermöglichen. Durch den rechteckförmigen Querschnitt des Spulenrohres 2 wird außerdem gewährleistet, daß auch die untere Wicklungslage über die Ausnehmung 7a hin­ weg in der gleichen Höhe gespannt bleibt, wie wenn das Spu­ lenrohr 2 auch auf seiner Oberseite eine geschlossene Wand aufweisen würde.

In den Flanschansätzen 5 und 6 sind Steckkanäle 9 für Wick­ lungs-Anschlußstifte 10 ausgespart. Bei dem gezeigten Bei­ spiel werden die Wicklungs-Anschlußstifte 10 nachträglich eingesteckt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist (in Fig. 2 und 3 ist dieser Stift nicht gezeigt). Aufgrund der Tatsache, daß die Radialausnehmung 7a sich bis in den Bereich des Flan­ sches 4 erstreckt, kann der Wicklungsdraht 11 von dem Wick­ lungs-Anschußstift 10 direkt durch die Ausnehmung im Flansch 4 zur untersten Wicklungslage 8 geführt werden. Der Spulen­ draht kann somit von den darüber liegenden Windungen 12 nicht gequetscht werden. Ebenso können auch keine Durchschläge er­ folgen. Auch eine Zugentlastung ist möglich. Zu diesem Zweck wird der Anschlußstift 10 zunächst in die mit 10′ bezeichnete gestrichelte Position gebracht und mit dem Drahtanfang be­ wickelt. Nach dem Wickeln wird der Anschlußstift um die Strecke "h" nach unten verschoben, wodurch sich die Spannung des Drahtanfangs lockert.

In Fig. 4 ist die gleiche Absicht wie in Fig. 3 auf die Stirnseite des Spulenkörpers gezeigt, jedoch mit zwei einge­ steckten Anschlußstiften 10. Hierbei ist auch nochmals die Drahtführung des Wicklungsanfangs 11 vom Anschlußstift 10 durch die Ausnehmung 7a im Flansch 4 gezeigt.

Die Herstellung des Spulenkörpers wird nochmals kurz anhand von Fig. 5 erläutert. Der hier gezeigte Spulenkörper 21 ist im Längsschnitt dargestellt ähnlich wie in Fig. 1. Im Ver­ gleich zu dem Spulenkörper von Fig. 1 wird das Spulenrohr 22 in diesem Fall von fünf Radialausnehmungen 27a bis 27e zur Bildung der Kernöffnung 27 durchsetzt. Dabei ist der Spulen­ körper noch innerhalb der Spritzgußform gezeigt, wobei diese Form aus einer unteren Formhälfte 15 und einer oberen Form­ hälfte 16 besteht. Die Formtrennebene 17 verläuft parallel zur Achse und in der Nähe der Achse des Spulenkörpers 21. Die Radialausnehmungen 27a, 27c und 27e an der Unterseite des Spulenkörpers werden durch Ansätze der unteren Formhälfte 15, nämlich die Ansätze 15a, 15b und 15c erzeugt, während die von oben her eingreifenden Radialausnehmungen 27b und 27d durch Ansätze 16a und 16b der oberen Formhälfte 16 erzeugt werden. Durch das Ausspritzen der verbleibenden Hohlräume wird das Spulenrohr 22 aus Kunststoff gebildet. Danach wird die Form geöffnet, und der fertige Spulenkörper kann weiterverarbeitet werden.

In Fig. 5 sind außerdem innerhalb des Spulenrohrs 22 Ver­ drängungsrippen 23 gezeigt, die zur Klemmbefestigung des Kerns im Spulenkörper dienen. Sie können in jeder beliebigen Gestalt durch die Radialansätze 15a bis 16b der Spritzgußform auf besonders einfache Weise erzeugt werden.

In den Fig. 6 und 7 ist eine besonders günstige Anordnung für das gemeinsame Ausformen mehrerer Spulenkörper gezeigt. Durch die einfache Formgebung ohne relativ bewegbare Quer­ schieber können die einzelnen Formnester nahe nebeneinander angeordnet werden. So zeigt Fig. 6 eine Reihe von parallel nebeneinander angeordneten und gemeinsam gespritzten Spulen­ körpern 1, die zunächst über zwei Angußstege 18 verbunden bleiben und so für die Weiterverarbeitung gut handhabbar sind. Fig. 7 zeigt eine Anordnung von Spulenkörpern 1 in ei­ ner Doppelreihe mit einem gemeinsamen mittleren Angußsteg 18. Hierbei besitzt der Angußsteg auf einer Seite eine ange­ spritzte Öse 19, am anderen Ende dagegen einen angespritzten Knopf 20. Im Spritzgießwerkzeug befindet sich hierzu eine Aufnahme, in der das zuletzt abgespritzte Streifenstück liegt und mit dem Knopf 20 in die Formkavität ragt. Das nachfolgend abgespritzte Streifenstück verbindet sich dabei mit dem vor­ angehenden, d. h. die Öse 19 des nachfolgenden Streifens ver­ bindet sich mit dem Knopf 20 des vorangehenden Streifens, so daß durch die aufeinanderfolgenden Spritzgußzyklen ein End­ losband entsteht, das sehr günstig in einer Fertigungslinie verarbeitet werden kann.

Wenn es auf eine besonders schmale Bauform der Spule ankommt, kann man zusätzlich Raum dadurch sparen, daß man die Ränder des Spulenrohrs an der offenen Seite der über die volle Wick­ lungslänge gehenden Ausnehmung 7a (in Fig. 3) nicht um die volle Wandstärke des Spulenrohrs überstehen läßt, sondern den Überstand um ein Höhenmaß "d" gemäß Fig. 3 vermindert. Die Wicklung liegt dann an der offenen Seite des Spulenrohrs nur mit einem sehr geringen Abstand über dem Kern, beispielsweise etwa 0,05 mm bei einer sonstigen Wandstärke des Spulenrohrs von 0,4 mm. Die Spule kann dann in dieser Richtung eine be­ sonders geringe Ausdehnung erhalten.

In Fig. 8 ist ein Spulenkörper 31 in einem Querschnitt durch dessen Spulenrohr 32 gezeigt, bei dem das Spulenrohr 32 im Bereich der Wicklung an zwei gegenüberliegenden Längsseiten offen ist. Die verbleibenden Längsseiten 32a übersteigen oben und unten nur um ein sehr geringes Höhenmaß "b" die Höhe der Kernöffnung 37 bzw. des Kerns 33. So erhält die Wicklung an zwei gegenüberliegenden Seiten nur den zur Isolation erfor­ derlichen Mindestabstand zum Kern 33, wodurch zusätzlich Vo­ lumen eingespart wird. Im Flanschbereich ist auch dieser Spu­ lenkörper 31 wie der Spulenkörper 1 in den Fig. 1 bis 3 aufgebaut.

Claims (9)

1. Spulenkörper, insbesondere für Kleinrelais, aus Isolierstoff, bestehend aus einem Spulen­ rohr (2; 22; 32) als Wicklungsträger mit einer axial durchge­ henden Kernöffnung (7; 27; 37) und je einem im Bereich eines jeden Endabschnittes des Spulenrohres (2; 22; 32) einstückig angeformten Flansch (3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Kernöffnung (7; 27; 37) durch eine Mehrzahl von zueinander versetzten, ab­ wechselnd entgegengesetzt in das Spulenrohr ein­ greifenden Radialausnehmungen (7a bis 7c; 27a bis 27e) gebil­ det ist, welche ohne Zwischenraum aneinander anschließen und einander im Bereich der Mittelachse des Spulenrohres (2; 22) überlappen.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Flanschen (3, 4) parallel zu den Ra­ dialausnehmungen gerichtete Steckkanäle (9) für Wicklungs-An­ schlußstifte (10) vorgesehen sind.

3. Spulenkörper nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anwickelbereiche der Anschlußstifte (10) jeweils zu einer einen Flansch durchsetzenden Radialaus­ nehmung (7a) benachbart sind.

4. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenrohr (2; 32) eine über die gesamte Wicklungslänge durchgehende Radialausnehmung (7a) aufweist, wobei der Rand des Spulenrohrs (2) an der offenen Seite um weniger als die Wandstärke über die Kernöffnung (7; 37) übersteht.

5. Spulenkörper nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spulenrohr (32) eine an zwei gegenüber­ liegenden Längsseiten durchgehende Radialausnehmung aufweist, derart, daß die verbleibenden Längsseiten (32a) weniger als die Wandstärke über die Kernöffnung (37) überstehen.

6. Verfahren zur Herstellung von Spulenkörpern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweiteilige Form (15, 16) mit einer parallel zur Spu­ lenachse verlaufenden Formtrennebene verwendet wird, daß zwi­ schen den beiden Formhälften (15, 16) mindestens ein der äu­ ßeren Form des Spulenkörpers (1; 21) entsprechender Formhohl­ raum gebildet wird, wobei durch abwechselnd von den beiden Formhälften entgegengesetzt zueinander in Radialrichtung vor­ springende, in Axialrichtung gegeneinander versetzte Formansätze (15a, 15b, 15c, 16a, 16b) im Axialbe­ reich des Formhohlraums gemeinsam ein durchgehend ausgefüll­ ter Kernbereich gebildet wird und daß der zwischen den Form­ hälften (15, 16) und den Formansätzen (15a, 15b, 15c, 16a, 16b) verbleibende Hohlraum mit Isolierstoff gefüllt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Herstellung einer Vielzahl von Spulenkörpern (1) zwischen den beiden Formhälften eine Vielzahl von Form­ hohlräumen für jeweils einen Spulenkörper (1) gebildet wird, derart, daß nach Trennung der Formhälften die ausgeformten Spulenkörper in Form eines Streifens über mindestens einen Angußsteg (17; 18) verbunden bleiben, wobei die Achsen aller Spulenkörper (1) parallel oder hintereinander fluchtend in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind und in einer ge­ meinsamen Ebene liegen (Fig. 6 und 7).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß am Anfang und am Ende eines Angußsteges (18) je­ weils zueinander komplementäre Verbindungselemente (19, 20) angeformt werden, mittels derer die bei jeweils einem Formzy­ klus gebildeten Streifen (18) zu einem Endlosstreifen verbun­ den werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das am Ende des Angußsteges (18) angeformte Ver­ bindungselement (20) jeweils bei dem nachfolgenden Formzyklus in die Form eingelegt und daß das am Anfang des Angußsteges des nachfolgenden Streifens gebildete Verbindungselement (19) unmittelbar an das erstere Verbindungselement (20) angeformt wird.