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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspannen
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der Kernteile einer elektrischen Magnetkernspule, mit einer Spannanordnung,
die auf außerhalb des Spulenkörpers der Magnetkernspule liegende Teile des Magnetkerns
an zwei parallel zu dessen Teilungsebene liegenden Kernaußenseiten einen Druck ausübt
und zwischen diesen Seiten eine auf Zug beanspruchte Verbindung aufweist.
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Die Kernteile einer elektrischen Magnetkernspule, die in vorstehend
angegebener Weise miteinander zu verspannen sind, bestehen meist aus Ferritmaterial
und bilden insgesamt einen Mantelkern, bei dem ein Mittelschenkel die Spulenwicklung
durchsetzt und in zwei zueinander parallele äußere Jochteile übergeht, die durch
die Spule einschließende Außenschenkel miteinander verbunden sind. Insbesondere
bei derartigen Mantelkernen kommt es auf eine möglichst gleichmäßige Verspannung
an, durch die die Kernteile zusammengehalten werden, denn an den Übergangsstellen
zwischen den in der Teilungsebene aneinanderliegenden Kernflächen entstehen Stellen
erhöhten magnetischen Widerstandes, der durch möglichst festes Aneinanderliegen
der Kernteile minimal gehalten werden soll.
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Bisher bekannte Spannanordnungen für derartig zusammengesetzte Magnetkerne
sind so ausgebildet, daß die Magnetkerne durch außen um sie herum geführte Spannbänder
oder Federklammern zusammengehalten werden. Auch ist es möglich, Federelemente zu
verwenden, die bügelartig ausgebildet sind und sich an einer Außenseite des Magnetkerns
abstützen
und an ihren Enden über Zugelemente an der anderen Außenseite des Magnetkerns verankert
bzw. verschraubt sind. Diese bekannten Lösungen haben den gemeinsamen Nachteil,
daß der Anpreßdruck durch Elemente, die außen um den Magnetkern herumgeführt sind,
ungleichmäßig ist, weil er mit höheren Werten in den äußeren Kernteilen und mit
geringeren Werten in dem die Spule durchsetzenden Kernteil erzeugt wird. Ferner
haben diese Lösungen den Nachteil, daß sie sich nur schlecht oder überhaupt nicht
zur maschinellen Montage eignen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bessere Möglichkeit
zum Verspannen der Kernteile einer elektrischen Magnetkernspule anzugeben, die eine
optimale Verteilung des Anpreßdrucks zwischen den verspannten Kernteilen gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung eingangs genanner Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die auf Zug beanspruchte Verbindung der Spulenkörper ist.
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Durch die Erfindung wird es möglich, auf besondere auf Zug beanspruchte
Verbindungselemente zwischen den Kernaußenseiten zu verzichten, da der Spulenkörper
selbst als auf Zug beanspruchtes Verbindungselement ausgenutzt wird. Somit müssen
solche Verbindungselemente auch nicht eigens montiert werden, so daß das Verspannen
der Kernteile einfacher wird. Da der Spulenkörper die auf Zug beanspruchte Verbindung
zwischen den beiden unter Druck zu stellenden Kernaußenseiten darstellt, muß dieser
Druck durch ein Element ausgeübt werden, welches mit dem Spulenkörper dort verbunden
ist, wo er als auf Zug beanspruchte Verbindung wirken kann, nämlich
möglichst
nahe seinem die Spulenwicklung tragenden Wickelkörper. Das den Druck ausübende Element
kann aber ausgehend von dieser zentralen Stelle so geformt sein, daß es an Punkten
auf die Kernaußenseite einwirkt, die so gewählt sind, daß sich eine optimale Verteilung
des erzeugten Anpreßdrucks zwischen den Kernteilen ergibt. Somit ist die Verteilung
des Anpreßdrucks nicht mehr durch Spannelemente vorgegeben, die sich ausschließlich
an den Außenseiten der Magnetkernspule befinden.
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Die auf die beiden Kernaußenseiten einwirkenden Elemente können beide
als Spannelemente ausgebildet sein.
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Insbesondere für kleine Magnetkernspulen genügt jedoch auch die Ausbildung
nur eines dieser Elemente als Spannelement. Unter einem Spannelement ist dabei ein
solches Element zu verstehen, das z.B. durch eine Spannschraube zwischen der Kernaußenseite
und dem Spulenkörper unter Spannung gesetzt werden kann. Es kann sich dabei jedoch
auch um ein Federelement handeln, das sehr einfach in seine Spannstellung zu bringen
ist, indem es z.B. lediglich eingeklipst wird. Insbesondere bei Verwendung eines
solchen Federelementes ist im Hinblick auf seinen einfachen Einsatz an der Magnetkernspule
ein maschinelles Verspannen der Kernteile möglich.
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Die vorstehend erläuterte, im Hinblick auf möglichst günstige Verteilung
des Anpreßdruckes vorzunehmende Formgebung eines Druckelements ist besonders bei
Verwendung eines Federelements zu verwirklichen, welches ein Federbügel ist, der
mit seinen Enden an der Kernaußenseite anliegt und etwa in seiner Mitte mit quer
abstehenden Verankerungselementen versehen ist, die mit
Verankerungen
im Spulenkörper in Eingriff stehen. Für unterschiedlich große Magnetkernspulen sind
dann unterschiedlich lange Federbügel zu verwenden, die in sehr einfacher Weise
in ihre Spannstellung gebracht werden können, indem sie an der Kernaußenseite angelegt
werden und mit ihren quer abstehenden Verankerungselementen in die für sie vorgesehenen
Verankerungen am Spulenkörper gedrückt werden.
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Eine sehr vorteilhafte Ausbildung des Federbügels ergibt sich in Form
einer Blattfeder, an der die Verankerungselemente einstückig vorgesehen sind. Solche
Verankerungselemente können dann als seitliche, nasenartige Vorsprünge ausgebildet
sein, die in als Schlitze quer zur Spulenlängsachse ausgebildete Verankerungen eingreifen.
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Diese Ausbildung der Vorrichtung bietet den Vorteil, daß die Blattfeder
durch Drehung um ihren Mittelpunkt mit den Schlitzen in Eingriff gebracht werden
kann, die sich als Verankerungen am Spulenkörper befinden. Die nasenartigen Vorsprünge
können dann derart sägezahnförmig ausgebildet sein, daß sie durch Drehung der Blattfeder
um ihren Mittelpunkt in einer Drehrichtung in die Schlitze einrastbar sind und danach
die Blattfeder gegen Drehung in der anderen Drehrichtung sperren. Auf diese Weise
wird eine Anordnung erreicht, die ein nachträgliches Lösen der Blattfeder verhindert.
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Die Erfindung ist nicht nur auf Mantelkernspulen anwendbar, sondern
z.B. auch auf zweischenkelige Magnetkerne oder auf solche Anordnungen, bei denen
Luftspalte im Magnetkreis vorgesehen sind, so daß das feste Anliegen
der
Kernteile z.B. nur für den die Spulenwicklung durchsetzenden Teil eines Magnetkerns
gewünscht ist. Solche Anwendungen sind bei Drosselspulen oder auch bei Magnetkernspulen
gegeben, bei denen in einem Magnetfeld außerhalb der Magnetkernspule die Kraftwirkung
des elektrischen Stroms ausgenutzt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Magnetkernspule
mit Mantelkern, bei der eine Vorrichtung nach der Erfindung mit einer drehbaren
Blattfeder vorgesehen ist, Fig. 2 eine Vorderansicht einer Magnetkernspule der in
Fig. 1 gezeigten Art mit der Blattfeder vor deren Verspannen, Fig. 3 eine Draufsicht
auf die in Fig. 2 gezeigte Anordnung, Fig. 4 die in Fig. 2 gezeigte Anordnung nach
dem Verspannen der Blattfeder und Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 4 gezeigte
Anordnung.
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In Fig. 1 ist eine Magnetkernspule dargestellt, bei der der Magnetkern
als Mantelkern ausgebildet ist und aus zwei Magnetkernteilen 10 und 11 besteht,
von denen der Magnetkernteil 11 der besseren Übersicht halber gestrichelt angedeutet
ist. Die beiden Magnetkernteile 10 und 11 haben zwei Außenschenkel und einen Mittelschenkel,
der
einen Spulenkörper 12 durchsetzt. Da ein Spulenkörper 12 mit einem runden Wickelkörper
13 verwendet ist, ergibt sich eine entsprechend runde Durchführungsöffnung 14 für
den Mittelschenkel, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die Außenschenkel 15 und
16 des Magnetkernteils 10 liegen an den Außenschenkeln 17 und 18 des Magnetkernteils
11 an. Gleiches gilt für die in Fig. 1 nicht gezeigten Mittelschenkel. Es ergeben
sich dabei Anlageflächen 19 und 20 für die Außenschenkel sowie nicht sichtbare Anlageflächen
für die Mittelschenkel, an denen ein möglichst geringer magnetischer Widerstand
auftreten soll. Um dies zu gewährleisten, müssen die beiden Magnetkernteile 10 und
11 gegeneinander verspannt werden. Hierzu dient eine Blattfeder 21, die bei der
in Fig. 1 gezeigten Zuordnung an die Außenfläche 22 des die Außenschenkel 17 und
18 des Magnetkernteils 11 verbindenden Kernjochs angelegt wird, wobei ihre leicht
abgebogenen Enden 23 und 24 an der Außenfläche 22 anliegen.
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Dabei werden seitliche Nasen 25 und 26, wie noch beschrieben wird,
durch Drehung der Blattfeder 21 in der dargestellten Pfeilrichtung A in Schlitze
27 und 28 eingeführt, die sich in jeweils einer Versteifung 29 und 30 für den Spulenkörperflansch
31 befinden. Die Versteifungen 29 und 30 sind nahe der Durchführungsöffnung 14 vorgesehen,
in der der Mittelschenkel des Magnetkerns den Spulenkörper 12 durchsetzt.
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Die Versteifung 30 ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
gleichzeitig als Anschlußträger ausgebildet, der Anschlußelemente 32 für die Enden
der auf den Wickelkörper 13 aufgebrachten, in Fig. 1 jedoch nicht dargestellten
Wicklung trägt.
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Die beiden Versteifungen 29 und 30 wirken als Zuglaschen, die durch
die Blattfeder 21 bei deren Anliegen an der Kernaußenseite 22 auf Zug beansprucht
werden und diese Beanspruchung auf den Wickelkörper 13 übertragen. Da der zweite
Spulenkörperflansch 33 mit gleichartigen Zuglaschen wie die bereits beschriebenen
versehen ist, wobei in Fig. 1 nur die obere Zuglasche 34 zu erkennen ist, kann die
Zugbeanspruchung in ein Druckelement ähnlich der Blattfeder 21 übertragen werden,
welches an der anderen Kernaußenseite 35 anliegt und in den Schlitz 36 des Versteifungselements
34 eingreift sowie zusätzlich an einer weiteren Verankerung dieser Art befestigt
ist, die sich in dem Anschlußträger 37 wie für den Anschlußträger 30 erläutert befinden
kann. Das auf die Kernaußenseite 35 einwirkende Andruckelement muß nicht als Feder
ausgebildet sein, falls die mit der Feder 21 erzeugte Spannkraft zum gegenseitigen
Anpressen der beiden Magnetkernteile 10 und 11 ausreicht.
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Es ist zu erkennen, daß das Verspannen der Magnetkernteile 10 und
11 der in Fig. 1 gezeigten Anordnung auf sehr einfache Weise erreicht wird, wozu
lediglich ein einziges Spannelement, nämlich die Blattfeder 21, in Verbindung mit
sie aufnehmenden Schlitzen in mit dem Spulenkörper 12 verbundenen Teilen erforderlich
ist.
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Das Einsetzen der Blattfeder 21 in Spannstellung sowie ihr Verdrehen
in der dargestellten Pfeilrichtung A kann mit einem einfachen Werkzeug geschehen,
welches in eine zentrale Vierkantöffnung 38 der Blattfeder 21 eingreift.
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Damit wird es möglich, diesen Vorgang auch maschinell in solchen Maschinen
durchzuführen, die eine automatische Montage der Magnetkernspule vornehmen.
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Anstelle einer Blattfeder kann auch ein Federbügel anderer Art verwendet
werden, in jedem Falle ist ein solches Druckelement so zu dimensionieren, daß die
Stellen, an denen der Druck auf den jeweiligen Kernteil ausgeübt wird, im Hinblick
auf möglichst optimale Verteilung der Anpreßkräfte gewählt sind. Durch die Verwendung
eines derartigen Federbügels ist es möglich, eine Anpreßwirkung zu erzielen, bei
der die Anpreßkräfte in allen Teilen des Magnetkerns etwa gleich sind.
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In Fig. 2 bis 5 sind für mit der Anordnung nach Fig. 1 gleiche Teile
dieselben Bezugszeichen verwendet. In Fig. 2 ist eine Frontansicht einer Anordnung
der in Fig. 1 gezeigten Art dargestellt, wobei der besseren Übersicht halber die
Ausbildung der Zuglasche 30 als Anschlußträger nicht dargestellt ist. Es ist der
Spulenkörperflansch 31 zu erkennen, an dem die Zuglaschen 29 und 30 vorgesehen sind.
Sie sind so ausgebildet, daß sie zwischen sich den Magnetkernteil 11 einschließen.
Die Blattfeder 21 ist in einer Lage dargestellt, in der sie sich bereits zwischen
den Zuglaschen 29 und 30 befinden kann oder noch vor diesen steht, wie es in Fig.
3 angedeutet ist. Wenn die Balttfeder 21 so an den Magnetkernteil 11 angedrückt
ist, daß sich ihre seitlichen Nasen 25 und 26 an den Schlitzen 27 und 28 (Fig. 1)
befinden, so kann die Blattfeder 21 in der Pfeilrichtung A gedreht werden, wodurch
die Vorsprünge 25 und 26 in die Schlitze 27 und 28 einrasten. Durch ihre sägezahnförmige
Ausbildung können die Vorsprünge 25 und 26 dann in entgegengesetzter Drehrichtung
nicht mehr aus den Schlitzen 27 und 28 herausbewegt werden. Gleiches gilt für eine
Weiterdrehung der Blattfeder 21 in der Pfeilrichtung A, da diese Drehung durch die
Zuglaschen 29 und 30 begrenzt ist.
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In Fig. 3 ist die Anordnung nach Fig. 2 in einer Draufsicht gezeigt,
wobei zu erkennen ist, daß die noch im ungespannten Zustand befindliche Blattfeder
21 in Pfeilrichtung B an die Außenfläche 22 des Magnetkernteils 11 gedrückt werden
muß, damit sie in Spannstellung gebracht werden kann. Es ist der in der Zuglasche
29 befindliche Schlitz 27 zu erkennen, in den die Nase 25 der Blattfeder 21 dann
einrastet.
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Der Spannzustand für die in Fig. 2 und 3 gezeigte Anordnung ist in
Fig. 4 und 5 gezeigt. Fig. 4 zeigt die Vorderansicht, wobei der Zustand der Blattfeder
21 nach der Drehung in Pfeilrichtung A (Fig. 2) zu erkennen ist.
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Fig. 5 zeigt diese Anordnung in der Draufsicht, wobei die Blattfeder
21 durch ihr Einrasten in den Schlitz 27 bzw. in den nicht erkennbaren Schlitz 28
(Fig. 1) so gespannt ist, daß sie einen bedeutend flacheren Verlauf als in Fig.
3 dargestellt erhält.