DE2431853C3 - Schalenkernspule mit abgleichbarer Symmetrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalenkernspule mit mehreren symmetrisch angeordneten Wicklungen und abgleichbarer Symmetrie, insbesondere Pupinspule, bestehend aus zwei gleichen Kernschalen mit zwischen den beiden Mittelbutzen liegendem Luftspalt und je zwei diametral gegenüberliegenden, axialen Aussparungen im Schalenmantel, die eine axiale Relativbewegung eines mit mindestens einem nach außen ragenden radialen Steg versehenen Spulenkörpers zulassen, und aus mindestens einem Verstellteil mit einem schraubenlinienförmig begrenzten Führungsschlitz gleichbleibender Breite, so daß bei Verdrehen des Spulenkörpers gegenüber dem Verstellteil der radiale Steg in dem Führungsschlitz gleitet und eine axiale Verstellung des Spulenkörpers gegenüber dem Luftspalt bewirkt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 64 623 ist eine Spule mit einem aus zwei gleichen Kernhälften bestehenden Schalenkern bekannt, der einen Mittelbutzen aufweist, wobei am Mittelbutzen an der Trennebene beider Kernhälften ein Luftspalt dadurch gebildet ist, daß bei jeder Kernhälfte der Mittelbutzenteil gegenüber

tu dem Rand der Kernhälfte kürzer ist. Der zweikammerige Spulenkörper, dessen axiale Ausdehnung kleiner ist als die innere Höhe des ihn umgebenden magnetischen Kerns, ist auf den Mittelbutzen des Schalenkerns aufgesetzt und liegt an einer Seite auf einer federnden Unterlage. An der der Federlagerung gegenüberliegenden Seite des Spulenkörpers sind von außen auf den Spulenkörper einwirkende Verstellglieder zu seiner axialen Verstellung angeordnet, durch die der Spulenkörper in die Symmetriestellung zum Luftspalt des Schalenkernbutzens gebracht werden kann. Diese Verstellglieder bestehen z. B. aus zwei seitlich auf einen Spulenkörperflansch einwirkenden Federdrahtgabeln, die mittels zweier Schrauben an einem Montagebügel befestigt sind. Anstelle der Federdrahtgabeln können auch Keile oder angespitzte Schrauben verwendet werden. Bei allen Ausführungsformen der bekannten Spule sind somit außer den Federringen für die federnde Unterlage an einer Seite des Spulenlrörpers zum Symmetrieabgleich der Spule mehrere Einzelteile mit für sich verstellbaren Schrauben, Keilen oder Federdrahtgabeln notwendig.

Bei einer anderen bekannten Spulenanordnung mit Verschiebungsmöglichkeit des Spulenkörpers im magnetischen Kern (FR-PS 12 81 380) ist im Magnetkörper

j5 oder in einer um diesen herum angeordneten Hülse ein einziger schräg zur Symmetrieebene der Spule geneigter Führungsschlitz gleichbleibender Breite vorgesehen, in welchem ein radial verlaufender Ansatz des Spulenkörpers geführt wird. Befindet sich der Führungs schlitz in der Hülse, welche den aus Schalenkemhälften bestehenden Magnetkörper umgibt, d-pn versieht man die Schalenkemhälften mit einer rechteckförmigen öffnung, die eine Relativbewegung zwischen dem Spulenkörper und der Hülse ermöglicht, so daß der radial verlaufende Ansatz in dem Führungsschlitz gleiten kann und der Spulenkörper axial verstellt wird.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 9 56 614 eine Anordnung zum Abgleich der Induktivität von schalenförmigen magnetischen Spulenkernen bekannt.

bei der der zylindrische Schalenkern aus mehreren Schalenteilen mit an den Stirnseiten wendelförmig abgeschliffenen einander angepaßten Auflageflächen besteht, die bei Drehung der Schalenteile in gegenseitiger Berührung bleiben und eine Bewegung der Schalenteile in axialer Richtung bewirken, so daß die an den Schalenteilen angeordneten Mittelzapfen einen in seiner Länge veränderbaren Luftspalt bilden. Diese Anordnung dient also in erster Linie zur Veränderung der Größe des Luftspaltes. Bei einer bestimmten

bo Ausführungsform (Fig.6) der bekannten Anordnung ergibt sich zwar die Möglichkeit, bei Verwendung von zwei an der Innenseite des Kerns angebrachten Spulen diese entlang des am Luftspalt auftretenden magnetischen Streufeldes zu verschieben, wodurch eine

h'i nachträgliche symmetrische Einstellung der beiden Spuleninduktivitäten erzielt werden kann. Die bekannte Anordnung benötigt aber hierzu einen Schalenkern mit drei Schalenteilen, nämlich ein hohlzylindrisches Mittel-

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stück und zwei Deckplatten, wobei sowohl das Mittelstück an beiden Stirnseiten als auch die Deckplatten an ihrer am Mittelstück aufliegenden Fläche mit wendelförmig abgeschliffenen einander angepaßten Auflageflächen gleichen Drehsinns und gleicher Stei- s gung ausgebildet werden müssen. Die Auflageflächen sind nur unter erhöhtem Aufwand herzustellen und müssen — um einen ausreichend genauen Symmetrieabgleich erzielen zu können — sehr genau ausgeführt werden. Eine Anwendung dieser Ausführungsform der ι ο bekannten Anordnung ist infolge des dreiteiligen Aufbaus und der Ausbildung der Verstellmittel bei Schalenkernspulen üblichen Aufbaus, die meist aus zwei gleichen mit jeweils einem Schalenboden ausgebildeten topfförmigen Schaienkernhälften bestehen, daher aber nicht möglich. Außerdem hat die bekannte Anordnung den Nachteil, daß sie nicht für Schalenkernspulen mit Spulenkörper geeignet ist und die Spulen an der Innenwand des Kerns angebracht sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für eine Schalenkernspule einen gegenüber den bekannten Symmetriervorrichtungen einfacher aufgebauten, leichter zu betätigenden und mit größerer Genauigkeit einstellbaren Symmetrieabgleich zu schaffen.

Bei einer Schalenkernspult: mit abgleichbarcr Symmetrie nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spulenkörper an seinem Umfang an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen derart mit jeweils einem seitlich abstehenden Steg versehen ist, daß die Stege nach dem Überstülpen der Kernschalen aus den to Schalenmantel-Aussparungen ragen, deren Abmessungen denjenigen der seitlichen Vorsprünge des Spulenkörpers sowie der gewünschten axialen Verstellbarkeit des Spulenkörpers entsprechend angepaßt sind, und daß als Verstellteile zwei auf den Bodenflächen der J5 Kernschalen verdrehbar aufliegende topfförmige Kappen vorgesehen sind, deren Mäntel den Schalenkernmantel teilweise umfassen und deren Ränder je zwei diametral gegenüberliegende, gleich große Ausschnitte mit längs Schraubenlinien gleichsinniger Steigung -to verlaufenden Begrenzungskanten aufweisen, die gemeinsam für jeden Steg des Spulenkörpers einen schraubenlinienförmig begrenzten Führungsschlitz gleichbleibender Breite bilden.

Durch diese Maßnahmen wird bei der Schalenkernspule ein Symmetrieabgleich in besonders einfacher Weise ermöglicht, da der Spulenkörper lediglich durch Verdrehen von Teilen um die Spuieiiachse in axialer Richtung verstellbar ist und somit in Symmetriestellung zu einem Luftspalt eines Mittelbutzens des Schalenkerns gebracht werden kann. Die einmal vorgenommene Einstellung bleibt konstant erhalten, insbesondere wegen der gegenüber dem Bekannten doppelten Führung des Spulenkörpers. Ein derartiger Symmetrieabgleich über aus dem Schalenkern herausragende v> seitliche Stege der Spulenkörpers mittels schräg zur Symmetrieebene geneigter, von außen auf die Stege und damit auf den Spulenkörper einwirkender Führungsschlitze am Umfang des Schalenkerns ist sehr einfach aufgebaut. Außerdem wird bei der Schalenkernspule ein t>n sehr genau einstellbarer Symmetrieabgleich gewährleistet, da beim Drehen von Teilen der Schalenkernspule, d. h. beim Drehen der Mittel zur axialen Verstellung des Spulenkörpers oder beim Drehen der Kernschalen, die durch die Drehung hervorgerufenen Verstellkräfte ι·~· gleichzeitig auf den Spulenkörper einwirken und die Stege des Spulenkörper kontinuierlich entlang der durch die Führungsschlitze gebildeten schiefen Bahn gleiten.

Ein für die Schalenkernspule mit abgleichbarer Symmetrie besonders gut geeigneter, die Spulenwicklungen tragender Spulenkörper ist mit einem die Kammertrennwand zwischen den Spulenwicklungen bildenden Mittelflansch ausgebildet, mit dessen beiden Seitenflächen zwei gleiche, koaxiale, flanschlose Rohrstutzen und mit dessen Umfang die beiden seitlich abstehenden Stege einstückig verbunden sind. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn in den Stegen Kontaktorgane für die Anschlußenden der Spulenwicklungen eingebettet sind. Eine Ausführungsform eines Spulenkörpers mit diesen Merkmalen hat verschiedene Vorteile. So ist ein derartiger Spulenkörper infolge der Ausbildung mit lediglich einem Mittelflansch in einfacher Weise zweikammerig gestaltet und hat aufgrund seines Aufbaues somit den Vorteil, daß er für fertiggewickelte Spulen als Träger geeignet ist. Diese Spulen werden z. B. mittels Automaten gewickelt und dann ausgebakken und können somit als freitragende Spulen axial auf den Spulenkörper aufgesteckt und am Mittelflansch befestigt werden. Außerdem ist de· Spulenkörper in vorteilhafter Weise selbst mit den Ar.scMiußmitteln für die Wicklungsenden der Spulen ausgestattet, so daß sich neben der mechanischen Befestigung der Spulen am Spulenkörper auch eine einfache elektrische Anschlußmöglich&eit für die Wicklungsenden ergibt. Dadurch wird eine weitere Teileeinsparung und eine Vereinfachung der Montage erzielt. Der Spulenkörper dient somit in vorteilhafter Weise gleichzeitig als Träger für fertig gewickelte, aufsteckbare, freitragende Spulen und als Anschlußteil für die Spulenenden und kann somit in einfacher Weise sowohl bezüglich der mechanischen Halterung der Spulen als auch hinsichtlich des elektrischen Anschlusses der Wicklungsenden fertig bestückt werden. Gleichzeitig dient ein derartiger Spulenkörper auch seiner Verstellung in axialer Richtung. Ferner dient bei einem aus einem Kunststoffspritzteil hergestellten Spulenkörper der Mittelflansch zur mechanischen Befestigung der Spulenwicklun Jen an beiden Flanschseiten, so daß die freitragenden Spulen in besonders einfacher Weise durch Anlösen der sie umgebenden Kunststoffhülle am Mittelflansch befestigt werden können. Ein derartiger Spulenkörper hat ferner den Vorteil, daß die Kontaktorganc gleichzeitig bei seiner Herstellung in die Stege des Mittelflansches mit eingebettet werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 einen Spulenkörper,

F i g. 2 eine der beiden freitragend gewickelten, ausgebackenen Spulen,

Fig.3 eine der beiden ferromagnetischen Schaienkernhälften,

Fi'ij. 4 die abgleichbare Schalenkernspule im montierten Zustand,

Fig.5 die Schalenkernspule in einem Querschnitt nach Fig.4 durch die obere Schaienkernhälfte in Draufsicht und

Fig.6 eine der beiden topfförmigen Kappen in perspektivischer Darstellung.

Der Spulenkörper 1 in F i g, I besteht aus einem einteiligen Kunststoffspritzteil und dient ils Träger zweier freitragend gewickelter, ausgebackener Spulen von Schalenkernspulen, insbesondere von Pupinspulen. Derartige Schalenkernspulen weisen gewöhnlich zwei gleiche Schaienkernhälften, insbesondere aus Ferrit, mit meist zylindrischer Form und einem Innenzylinder als

Mitlelbutzen auf, wobei am Mittelbutzen an der Trennebene beider Schalenkernhälften ein Luftspalt dadurch gebildet ist, daD bei jeder Kernhälfte der Mittelbutzenteil gegenüber dem Rand des Schalenmantels der Kernhälfte kurzer ist. Außerdem sind derartige Schalenkerne — wie auch aus F i g. 3 hervorgeht — am Schalenmantel mit diametral gegenüberliegenden Aussparungen zur Durchführung der Spulendrahtenden versehen. Der Spulenkörper t nach Fig. t weist als Träger für die Spulenwicklungen einen hohlzylindrischen rohrförmigen Kern als Butzen 2 in Achsrichtung des Schalenkems auf und ist mn einein kreisrunden •,chcihc-nformigen Mittelflansch 3 ausgebildet, dor als K.immertrennwand wirkt und /»ei Spulenkammern bildet Λιιί diese Weise werden an beiden Seilen des Mittelflansehes ssmmetrisch in bezug auf die Fbene des Mittrlflansehcs angeordnete rohrformige Biil/en als I eile 4 und 5 vies Kerns 2 gehildi't. Diese Hut/enleile sind im ι '■.t'en·-,!!/ /u den üblichen bekannten Spulenkörper!) ,in den f-.nden flanschlos, so daß die freitragenden Spulen (f>. I : g. 2) von der But/enstirnsei ¹C her avia' auf den Spulenkörper I aufgesteckt werden Können Sodann können die .: isgebackenen Spulenwicklungen 6 durch Anlosen an beiden ebenen Seilen des MitteUI,inst hes 3 mechanisch befestigt werden. Hei der Spule 6 hando't es -,ich um eine ringförmige automatisch gewickelte Spule, deren Wicklungen /.H. onho/vkhsch gewickelt sind und bei welcher der W i(_klungs,infant' nut 7 bezeichnet ist und hier an der I nterseite der Spule als Anschlußende abragt, wahrend das Wicklungsende mit 8 bezeichnet ist. dem Wicklungs-,inf.mg diametral gegenüberliegt und an der Oberseite vier Spule als weiteres Anschlußende ar-ragt. /um •Vis< hluIi der finden 7, 8 der Sp.ilenw icklungen 6 ist der Mittelflansth 3 des Spulenkörper I an seinem Umfang ,in zwei diametral gegenüberliegenden Stellen in der dargestellten Weise mit leweils einem seitlich abstehen der, Steg 9 b/w. IO ausgebildet, wobei sich die Stege in ■hrer Längsrichtung in Richtung der .Spulenachse ■.T-trecken und an der dem I 'mfang des Mittelflansches /i.i.-e\*andten Seite mit einem seitlichen Quersteg Il versehe- sind Die mit dem Spulenkörper aus einem ein/igen Kunststoffspritztei! bestehenden Stege tragen die Kon:.ik!organe 12 bis 15 für die Anschlußenden 7, 8 der Spulen*icklungen 6 und sind derart am Mitteln.snsch 3 des Spulenkörpers I vorgesehen, daß sie nach dem Überstülpen der beiden Schalenkernhälften aus diesen ragen und die Kontaktorgane sich außerhalb der Schalenkernhälften befinden. Zweckmäßigerweise sind J'c Stege derart in bezug auf die· zu ihrer Durchführung vorgesehenen länglichen Aussparungen 16, 17 des Mantels 18 der Scrialenkernhälf'en 19 (F i g. 3) ausgebildet, daß sich eine gewisse Führung der Stege in den Aussparungen der .Schalenkernhälften ergibt. Die Kontaktorgane 12 bis 15 sind als in die Stege eingebettete Drahtstifte ausgebildet, die in einem Arbeitsgang von einer Vorratsrolle abgezogen, in die Sprit/form für den Spulenkörper eingelegt, am später eingebetteten Ende 20 gestaucht und bei Herstellung des .Spulenkörpers von dem die Stege bildenden Material umspritzt werden. Hierbei sind die Kontaktorgane derart an den Stegen vorgesehen, daß sie senkrecht zur Längsachse des Spulenkörpers, senkrecht zu den Anschlußenden der Spulenwicklungen und parallel zur Ebene des Mittelflansches von den Stegen 3i_»ragcn. λλΠ jCvacrn ucr jtcgc striw zwei rvontaktorganc 12, 13 bzw. 14, 15 vorgesehen, die auf derselben Seite der Stege abragen. Außerdem ist die Ausbildung und Anordnung der Kontaktorgane, d. h. deren Länge und deren Abstand vom Mittelflansch, so vorgenommen, daß die Anschlußenden der Spulenwicklungen und die Kontaktorgane mittels Tauchlötung verbindbar sind. Hierzu werden die Anschlußenden 7, 8 der Spulenwicklungen 6 von den Spulen zu den Kontaktorgangen geführt. Der Mittelflansch 3 des Spulenkörpers 1 ist dazu - da die Spulen auf seinen Seiten aufliegen - zur Führung der AnschluOenden auf jeder einen Butzenteil 4, 5 tragenden Seile mit mindestens einer radial von dem Butzenteil 4 bzw. 5 zu einem Steg 9 bzw. 10 nach außen führenden NuI 21, 22 ausgebildet Bei ihr dargestellten Aii.sführungsform eines .Spulenkörpers isi an jeder Seile des Mittelflansches jeweils eine Nut vorgesehen, wobei sich diese beiden Nuten dann diametral gegenüberliegen. Der Wicklungsanfang 7 wird also in der Nut 211 nach außen geführt und an den oberen Draht 12 angelötet, während das Wicklungsende 8 an den oberen Draht 14 des gegenüberliegenden Ansatzes 10 angelötet wird. Die beiden anderen Drähte 13 Ivw 15 dienen claim dem Anschluß der zweiten nicht dargestellten Spule. Nach der Herstellung der mechanischen Befestigung der Spulen am Spulenkörper und der Herstellung der Tau. hlöt\ erbindungen werden die beiden Schalenkernhälften. von denen in F i g. 3 nur die obere Hälfte 19 dargestellt ist. über den Spulenkörper gestülpt und vorzugsweise durch Kleben aneinandei befestig'

Die Schalenkernspu e besitzt ferner zwei topfförmig ausgebildete Kappen 30, 31. z. (S. aus Aluminiumblech, die an den Bodenflächen der Kernschalen 32, 33 angebracht sind, mit ihrem Mantel 34 bzw. 35 den Mantel 36 der Kernschale-i teilweise umfassen und zur axialen Verstellung des Spulenkörpers dienen, dessen axiale Ausdehnung kleiner ist als die innere Höhe der ihn umgebenden Kernschalen 32, 33. Hierzu sind die Kappen 30, 31 in dem den Schalenmanicl 36 teilweise umfassenden Bereich, also an ihrem Mantel 34. 35 an den freien Stirnflächen 37, 38 des Mar'eK für jeden aus den Aussparungen im Schalenmantel 36 ragenden Steg 9, 10 des Spulenkörpers I mit jeweils einer zur Svinmetrieebene der Spule geneigten Kante 39 bzw. 40 (F i g. 4) versehen, wobei die Kanten 39, 40 durch vom Rand an der freien Stirnseite des Kappenmantels her eingebrachte Aussparungen 42, 43 entstehen und so angeordnet sind, daß bei montierten Kappen 30, 31 einander gegenüberliegende Kanten parallel zueinander verlaufen und dabei für den Steg 9 des Spulenkörpers 1 wie auch für den anderen in F i g. 4 nicht sichtbaren Steg 10 jeweils einen schräg zur Symmetrieebene der Spule geneigten Führungs'-hlitz 44 (Fig. 4) bzw. 45 (Fig. 5) bilden, wobei die Ausdehnung der Stege in ihrer Längsrichtung, also in Richtung der Spulenachse und/oder die Höhe des Mantels der Kappen so ist. daß die zwischen die Mantelflächen der Kappen über die Führungsschlitze herausragenden Stege mit ihren Längsstirnseiten 46, 47 (F i g. 4) an den schrägen Kanten 39,40 anliegen, so daß die Kappen den Spulenkörper zwischen den Kanten in axialer Lage fixieren. Die genaue Ausbildung und Anordnung der Kanten einer Kappe ist in Fig. 6 zu sehen. Hierbei sind die einander diametral gegenüberliegenden schrägen Kanten der Kappen 31 mit 40 und 41 bezeichnet und bei Draufsicht auf die offene Seite der topfförmigen Kappe, im Uhrzeigersinn betrachtet, z. B. bei der Aussparung 43 vor. der rechten Ecke 48 der Aussparung zur linken Ecke 49 der Aussparung, zum Rand an der freien Stirnseite 38 hin ansteigend. Auch die

zweite Kappe ist mit in gleicher Weise ansteigenden schrägen Kanten versehen. Aufgrund dieser Anordnung und Ausbildung von Führungsschlitzen 44, 45 wird im Zusammenwirken mit den Stegen des Spulenkörpers in einfacher Weise ein genau und leicht zu betätigender Symmetrieabgleich ermöglicht. Dies erfolgt durch Drehen der Kernschalen oder der noch nicht daran festklebten Kappen, wobei die Stege des Spulenkör-

pers entlang der an den Kappen ausgebildeten, durch die schrägen Kanten entstandenen schiefen Bahn gleiten, so daß der Spulenkörper in axialer Richtung verstellt und in Symmetriestellung zum Luftspalt des Schalenkernmittelbutzens gebracht wird. Nach dem Abgleich werden die Kappen am Schalenkern und an den Stegen des Spulenkörpers festgeklebt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

809 641/331

Claims (3)

Pateritansprüche:

1. Schalenkernspule mit mehreren symmetrisch angeordneten Wicklungen und abgleichbarer Symmetrie, insbesondere Pupinspule, bestehend aus zwei gleichen Kernschalen mit zwischen den beiden Mittelbutzen liegendem Luftspalt und je zwei diametral gegenüberliegenden, axialen Aussparungen im Schalenmantel, die eine axiale Relativbewegung eines mit mindestens einem nach außen ragenden radialen Siteg versehenen Spulenkörpers zulassen, und aus mindestens einem Verstellteil mit einem schraubenlinienförmig begrenzten Führungsschlitz gleichbleibender Breite, so daß bei Verdrehen des Spulenkörpers gegenüber dem Verstellteil der radiale Steg in dem Führungsschlitz gleitet und eine axiale Verstellung des Spulenkörpers gegenüber dem Luftspalt bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (1) an seinem Umfang an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen derart mit jeweils einem seitlich abstehenden Steg (9, 10) veisehen ist, daß die Stege nach dem Oberstülpen der Kernschalen (19) aus den Schalenmantel-Aussparungen (16, 17) ragen, deren Abmessungen denjenigen der seitlichen Vorsprünge des Spulenkörpers sowie der gewünschten axialen Verstellbarkeit des · Spulenkörper entsprechend angepaßt sind, und daß als VersteJUeile zwei auf den Bodenflächen der Kernschalen (32, 33) verdrehbar aufliegende topf form ige Kappen (30,31) vorgesehen sind, deren Mantel (34, 35) den Schalenkernmantel (36) teilweise umfassen und deren Ränder je zwei diametral gegenüberliegende, gleich große Ausschnitte (42,43) mit lungs Schraubenlinien gleichsinniger Steigung verlaufenden Begrenzungskanten (39,40,41) aufweisen, die gemeinsam für jeden Steg (9,10) des Spulenkörpers (1) einen schraubenlinienförmig begrenzten Führungsschlitz (44, 45) gleichbleibender Breite bilden.

2. Schalenkernspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (1) einen die Kammertrennwand zwischen den Spulenwicklungen bildenden Mittelflansch (3) aufweist, mit dessen beiden Seitenflächen zwei gleiche, koaxiale, flanschlose Rohrstutzen (4, 5) und mit dessen Umfang die beiden seitlich abstehenden Stege (9,10) einstückig verbunden sind.

3. Schalenkernspulle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den seitlich abstehenden Stegen (9,10) des Spulenkörper (1) Kontaktorgane (12 bis 15) für die Anschlußenden (7, 8) der Spulenwicklungen (6) eingebettet sind.