DE3324078C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Isolierstoffgehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei den ringförmig geschlossenen Bauteilen handelt es sich um in sich im wesentlichen geschlossene geometrische Körper, auch wenn diese an einer Stelle des Umfangs durch einen engen Spalt unterbrochen sein sollten, und zwar schließt dieser Ausdruck hohlzylindrische Körper ebenso ein wie beispielsweise rechteckige oder quadratische rahmenförmige Körper. Ein bekanntes elektrisches Bauteil dieser Art ist ein sogenannter Ringkern aus einem weich­ magnetischen Werkstoff, wie er für eine Vielzahl von Anwendungsfällen zum Einsatz kommt, beispielsweise als Drosselkern für Funkentstördrosseln, Speicherdrosseln für die Glättung von Oberwelligkeiten in elektrischen Netzteilen oder als Übertragerkern. Derartige Ring­ kerne werden in der Regel mit mindestens einer Wicklung versehen, die durch einen elektrischen Leiter gebildet wird, über die der Betriebsstrom fließt. Das Auf­ bringen der Wicklung erfolgt dabei mittels bekannter Wickelmaschinen durch die zentrale Öffnung des Ring­ kerns.

Bei der Herstellung derartiger Isolierstoffgehäuse mit einem Ringkern, auf den ein elektrischer Leiter aufge­ wickelt ist, wurde bisher so verfahren, daß man zunächst den Ringkern allseitig mit einem isolierenden Überzug versah, beispielsweise durch Wirbelsintern. Auf diese Isolierstoffschicht wurde alsdann der elektrische Leiter durch die zentrale Öffnung hindurch aufgebracht. Das derart hergestellte Vorprodukt wurde alsdann in ein Isolierstoffgehäuse eingelegt, das beispielhaft aus einem zylindrischen Topf mit einem ebenen Boden be­ stand. Auf dem Rand der offenen Seite des Topfes befanden sich mehrere Anschlußstifte, mit denen die Anschluß­ enden des aufgewickelten elektrischen Leiters verbunden wurden, beispielsweise durch Löten. Die gesamte, auf diese Weise montierte Einheit wurde nachträglich noch mit einer aushärtbaren Kunststoffmasse vergossen, um das gewünschte Endprodukt zu erhalten. Die Anschluß­ stifte waren dabei in einem Rastermaß angeordnet, so daß eine Verbindung der kompletten Baueinheit bei­ spielsweise mit einer gedruckten Schaltung möglich war.

Die Formgebung der bekannten Bauteile sowie das dadurch bedingte Herstellverfahren hatten einen erheblichen Fertigungsaufwand zur Folge, bei dem die Isolierung des Ringkerns, der Einbau in das Gehäuse und das Vergießen der vormontierten Baugruppe besonders kostenintensiv waren.

Durch die DE-AS 20 58 509 ist ein nicht zur gleichen Gattung gehörendes ringschalenförmiges Gehäuse mit einem in einer Vergußmasse eingebetteten Ringkern bekannt, wobei auf das Gehäuse durch dessen Öffnung hindurch ein elektrischer Lei­ ter aufgewickelt ist. Das Gehäuse besitzt jedoch keine fe­ sten Anschlußstifte, sondern die nicht mit dem Gehäuse ver­ bundenen flexiblen Enden des aufgewickelten elektrischen Leiters dienen unmittelbar als Anschlußkontakte, so daß das bekannte elektrische Bauteil durch andere Mittel relativ zu seiner Umgebung befestigt werden muß, was bei einer Funkent­ stördrossel für einen sogenannten Dimmerschalter durch den Einbau in ein Schaltergehäuse geschieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs be­ schriebenen bekannten Gegenstand dahingehend zu verbessern, daß die Zahl der Arbeitsgänge und der Bedarf an isolierenden Werkstoffen (Kernüberzug, Vergußmasse) spürbar verringert wird und daß dennoch ein Endprodukt mit gleicher Funktion erhalten wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht bei dem eingangs beschriebenen Gegenstand erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Durch eine derartige Konstruktionsvorschrift stellt das Isolierstoffgehäuse einen zum ringförmigen Bauteil komplementären Bauteil dar, in den das nicht-isolierte und nicht mit dem elektrischen Leiter bewickelte ring­ förmige Bauteil mit kleinstmöglichen Abstand eingelegt werden kann, so daß das Isolierstoffgehäuse gleich­ zeitig die Isolierung des ringförmigen Bauteils gegenüber dem aufgewickelten elektrischen Leiter übernimmt.

Es ist dabei möglich, nur ein einziges ringschalen­ förmiges Gehäuseteil vorzusehen, in das das ringförmige Bauteil so tief eingelegt werden kann, daß die Ränder des Gehäuseteils über die obere Stirnfläche des ring­ förmigen Bauteils noch um ein gewisses Maß vorstehen. Durch entsprechend dünnwandige Ausbildung des ring­ schalenförmigen Gehäuseteils und/oder einen thermischen Verformungsvorgang ist es hierbei möglich, die Ränder des Gehäuseteils so über das ringförmige Bauteil zu legen, daß ein praktisch geschlossenes Gehäuse ent­ steht, auf das dann der elektrische Leiter durch die zentrale Öffnung hindurch aufgewickelt werden kann. Es ist alsdann nur noch erforderlich, die Anschluß­ enden dieses Leiters mit den Anschlußstiften zu ver­ binden.

Es ist andererseits im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, das Isolierstoffgehäuse unmittelbar auf dem ringförmigen Bauteil "in situ" herzustellen, indem man das ringförmige Bauteil mit der entsprechenden Isolier­ stoffmasse umspritzt und in diese die Anschlußstifte entweder gleichzeitig oder nachträglich einbettet bzw. einsetzt.

Es ist weiterhin möglich, bei Verwendung nur eines isolierenden Gehäuseteils auf das ringförmige Bauteil einen im Querschnitt gleich großen Isolierstoffring aufzulegen und alsdann die Bewicklung durch die zentrale Öffnung des Gehäuseteils und des Isolier­ stoffrings hindurch vorzunehmen.

Es ist schließlich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung aber auch mit besonderem Vorteil möglich, ein Isolierstoff­ gehäuse zu schaffen, das aus zwei ringschalenförmigen, sich zur allseitigen Umhüllung des ringförmigen elek­ trischen Bauteils ergänzenden Gehäuseteilen mit je einer offenen und je einer geschlossenen Seite besteht.

In einem solchen Fall wird das nicht-isolierte ring­ förmige Bauteil einfach in das eine ringschalenförmige Gehäuseteil eingesetzt, und das andere ringschalen­ förmige Gehäuseteil wird in der Weise aufgesetzt, daß ein allseitig geschlossenes Isolierstoffgehäuse ent­ steht. Auf dieses Gehäuse wird alsdann der Leiter durch die ge­ meinsame zentrale Öffnung beider Gehäuseteile hindurch außen auf das Gehäuse aufgewickelt, so daß die beiden Gehäuseteile durch die Außenbewicklung zusammengehalten werden. Die Trennfuge der beiden Gehäuseteile braucht dabei nicht in der Mitte des ringförmigen Bauteils zu liegen; es ist sehr wohl eine asymmetrische Anordnung der Trennfuge möglich. Auch ist eine teilweise Überlappung der Ränder bzw. Zargen möglich und in einigen Fällen sogar wünschenswert, beispielsweise zur Einhaltung von Isolier­ abständen.

Die Anschlußstifte können dabei sowohl in der Nähe des In­ nendurchmessers (zentrale Öffnung) als auch des Außendurch­ messers des Isolierstoffgehäuses angeordnet sein. Derartige Isolierstoffgehäuse können auf herkömmlichen Rundwickel­ maschinen mit automatischer Zufuhr der miteinander ver­ einigten Teile durchaus bewickelt werden. Es ist als­ dann lediglich noch erforderlich, die elektrische Ver­ bindung der Anschlußenden des elektrischen Leiters mit den Anschlußstiften herzustellen, was beispielsweise durch Löten geschehen kann.

Die Gehäuseteile können dabei sowohl aus einem thermo­ plastischen als auch aus einem duroplastischen Isolier­ stoff bestehen, wobei dem duroplastischen Isolierstoff wegen der höheren Temperaturbeständigkeit gegenüber dem Lötvorgang der Vorzug gegeben ist.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Bauform ist bevorzugt möglich bei sogenannten Massenprodukten wie Funktentstör­ drosseln, Speicherdrosseln zur Glättung von Oberwellig­ keiten in elektrischen Netzteilen und Übertragern. Bei Speicherdrosseln kann der außen auf das Gehäuse aufge­ wickelte elektrische Leiter beispielsweise in bis zu drei Einzelwicklungen unterteilt sein, die mit Nieder­ spannung versorgt werden können. Bei einem Übertrager wird der elektrische Leiter in mindestens zwei Wicklungen unter­ teilt, die einen ausreichenden Spannungsabstand voneinander haben. Auch bezüglich des durch VDE-Vorschriften ge­ forderten Spannungsabstandes schafft der Erfindungs­ gegenstand besondere Vorteile.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungs­ gegenstandes sind Gegenstand der übrigen Unteran­ sprüche; ihre Vorteile werden nachfolgend in der Detailbeschreibung näher erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 5 näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines zwei­ teiligen Isolierstoffgehäuses mit Ringkern,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des oberen Gehäuseteils in einer gegenüber Fig. 1 umgekehrten Lage,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des unteren Gehäuseteils mit Anschlußkontakten in einer gegenüber Fig. 1 umgekehrten Lage,

Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 1 in zusammenge­ bauten Zustand mit geschlossenem Gehäuse und

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4, jedoch mit dem nachträglich außen aufgewickelten elektrischen Leiter.

In den Figuren ist ein Isolierstoffgehäuse 1 dargestellt, das aus einem oberen Gehäuseteil 2 und einem unteren Ge­ häuseteil 3 besteht. Die Lageangaben beziehen sich auf die in den Figuren dargestellte Lage; es versteht sich, daß die endgültige Lage im eingebautem Zustand beliebig sein kann. Die Gehäuseteile 2 und 3 sind beide ringschalenförmig ausgebildet, d. h., sie weisen ringförmig geschlossene Hohl­ räume 4 (Fig. 2) bzw. 5 (Fig. 1) auf. Diese ringförmigen Hohlräume sind zu Teiloberflächen eines ringförmigen elek­ trischen Bauteils 6 komplementär, das im vorliegenden Falle als hohlzylindrischer Ringkern ausgebildet ist, der je etwa zur Hälfte in die beiden Hohlrämue 4 und 5 einsetzbar ist. Für den Fall, daß ein mit einem radialen Spalt versehenes Bauteil 6, z. B. ein geschlitzter Drosselkern, eingesetzt werden soll, kann in den Hohlräumen 4 und 5 ein dem Spalt entsprechender radialer Steg 4 a angeordnet sein, der den ge­ samten Querschnitt ausfüllt und nur in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.

Es versteht sich, daß die beiden Stirnflächen 6 a und 6 b auch bombiert bzw. gewölbt geformt sein können und gut abge­ rundet in die innere und äußere zylindrische Mantelfläche übergehen, was der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.

Die Gehäuseteile 2 und 3 besitzen je eine innere Zarge 7 bzw. 8 und eine äußere Zarge 9 bzw. 10, die stirn­ seitig durch kreisringförmige Jochteile 11 und 12 mit­ einander verbunden sind. Auch diese Jochteile können komplementär zu den Stirnflächen 6 a und 6 b bombiert bzw. gewölbt ausgeführt sein, und gut abgerundet in die zylindrischen inneren (7, 8) und äußeren Zargen (9, 10) übergehen. In einem axialen Querschnitt sind die Ge­ häuseteile 2 und 3 also U-förmig ausgebildet und besitzen je eine offene und je eine geschlossene Seite. Fig. 1 zeigt die offene Seite des unteren Gehäuseteils 3, und Fig. 2 zeigt die offene Seite des Gehäuseteils 2.

Die inneren Zargen 7 bzw. 8 sind beim Zusammenbau in die zentrale Öffnung 6 c des Bauteils 6 einführbar und umschliessen selbst zentrale Öffnungen 13 bzw. 14, die sich beim Zusammenbau der Gehäuseteile zu einer ge­ meinsamen, durchgehenden Öffnung ergänzen.

Aus den Fig. 1 bis 3 ergibt sich, daß die beiden Ge­ häuseteile 2 und 3 als hohle, etwa halb-torusförmige Schalen mit je einer inneren Kreisringfläche 15 bzw. 16 und je einer äußeren Kreisringfläche 17 bzw. 18 ausge­ bildet sind. Diese Kreisringflächen sind paarweise zu­ einander kongruent, so daß beim Aufeinandersetzen der beiden Gehäuseteile 2 und 3 gemäß Fig. 4 keinerlei Vor­ sprünge oder Stufen entstehen.

Auf der geschlossenen Seite des unteren Gehäuseteils sind aus Isolierstoff bestehende Vorsprünge 19 angeformt, die zur Torusachse A-A parallel verlaufen und im wesent­ lichen innerhalb der Projektionsfläche des Gehäuseteils 3 liegen, wobei die Projektionsrichtung der Torusachse A-A entspricht. In diese Vorsprünge 19 sind metallische Anschlußstifte 20 eingesetzt, und zwar im vorliegenden Fall äquidistant auf den Umfang verteilt. Diese Anschlußstifte verlaufen gleichfalls parallel zur Torusachse A-A.

Nach dem Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile 2 und 3 unter Einschluß des Bauteils 6 gemäß Fig. 4 wird ein elektrischer Leiter 21 durch die zentrale Öffnung 13 bzw. 14 hindurch auf das Isolierstoffgehäuse 1 aufge­ wickelt, so daß sich ein Wicklungsbild gemäß Fig. 5 ergibt. Der Einfachheit halber ist nur eine Lage der Wicklung dargestellt; es versteht sich aber, daß die Wicklung bzw. jede der Wicklungen (bei einer Unter­ teilung des elektrischen Leiters) auch mehrlagig auf­ gebracht werden kann bzw. können. Es ergibt sich aus Fig. 5, daß die beiden Gehäuseteile 2 und 3 durch den elektrischen Leiter 21 zusammengehalten werden. Im dargestellten Fall sind die Anschlußenden 21 a und 21 b des elektrischen Leiters 21 mit jeweils gegenüber­ liegenden Anschlußstifte 20 verbunden; es versteht sich jedoch, daß die Verdrahtung im Hinblick auf die Lage der Anschlußstifte 20 sowie im Hinblick auf etwa notwendigwerdende Unterteilugen in der Bewicklung beliebig sein kann. Die Bewicklung ist im Bereich der Vorsprünge 19 etwas "gespreizt" ausgeführt, was auf die seitliche Auslenkung des elektrischen Leiters beim Wickelvorgang zurückzuführen ist. Dieser Vorgang ist jedoch keineswegs störend, sondern wird von den handelsüblichen Wickelmaschinen durchaus beherrscht. Im Falle etwa notwendigwerdender Spannungsabstände werden diese an die Stelle der Vorsprünge 19 gelegt.

Es ergibt sich aufgrund der vorstehenden Beschreibung, daß durch das dargestellte Konstruktionsprinzip das Isolieren des ringförmigen Bauteils 6 ebenso wie der feste Einbau des Bauteils 6 in das Gehäuse durch eine Vergußmasse entfällt. Im Gegensatz zum Stande der Technik ist das Isolierstoffgehäuse zwischen dem Bau­ teil 6 und dem elektrischen Leiter 21 angeordnet, so daß es zwei Funktionen erfüllt, nämlich die der Isolation und die eines tragfähigen Bauteils mit den Anschluß­ stiften. Auch der ohnehin aufzubringende elektrische Leiter erfüllt zwei Funktionen, nämlich den Durchgang des Betriebsstromes und die der Befestigung des Bauteils 6 im Gehäuse 1.

Claims (7)

1. Isolierstoffgehäuse mit mindestens zwei damit fest verbundenen zueinander parallelen Anschlußstiften, mit einem im Gehäuse untergebrachten, ringförmig geschlossenen elektrischen Bauteil und mit einem das Bauteil umgebenden elektrischen Leiter, der mit den Anschlußkontakten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (1) aus mindestens einem ringschalenförmigen, das elektrische Bauteil (6) innen und außen ohne Ver­ gußmasse mindestens teilweise einschließenden Ge­ häuseteil (3) mit einer zentralen Öffnung (13, 14) besteht, daß die mindestens zwei Anschluß­ stifte (19) auf der geschlossenen Seite des Ge­ häuseteils (3) angeordnet sind, und daß der elektrische Leiter (21) durch die Öffnung (13, 14) hindurch zwischen den Anschlußstiften außen auf das Gehäuseteil (3) aufgewickelt ist.

2. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (1) aus zwei ringschalenförmigen, sich zur allseitigen Umhüllung des ringförmigen elektrischen Bauteils (6) er­ gänzenden Gehäuseteilen (2, 3) mit je einer offenen und je einer geschlossenen Seite besteht.

3. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (2, 3) als hohle, etwa halb-torusförmige Schalen mit je einer inneren (15, 16) und einer äußeren Kreisring­ fläche (17, 18) ausgebildet sind, die paarweise zueinander kongruent sind und daß auf der geschlossenen Seite des einen Gehäuseteils zur Torusachse (A-A) parallele vorsprünge (19) angeformt sind, in die die stiftförmigen Anschlußkontakte (20) einge­ setzt sind.

4. Isolierstoffgehäuse nah Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeihnet, daß die Gehäuseteile (2, 3) durch die Außenbewicklung (21) zusammengehalten sind.

5. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußkontakte (20) in die ange­ formten Vorsprünge (19) eingespritzt sind.

6. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektrische Bauteil (6) ein nicht isolierter Ringkern aus einem weichmagnetischen Werkstoff ist, und daß die beiden Gehäuse­ teile (2, 3) den Ringkern dicht umschließen.

7. Isolierstoffgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringkern der Drosselkern einer Funkentstördrossel ist und daß die Außenbe­ wicklung (21) die mindestens eine Betriebsstrom­ wicklung für den Verbraucherstrom ist.