DE4203199C3 - Bauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Bau­ element mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 2 angegebenen Merkmalen.

Ein elektromagnetisches Bauelement nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 ist aus dem DE-GM 14 62 826 für die Anwendung als Hochfrequenzspule bekannt. Der Massekern, der als Abgleichkörper vorgesehen ist, ist mit Gewinde oder gewindeartigen Vorsprüngen ver­ sehen und wird in den Spulenkörper eingeschraubt. Der Spulenkörper besteht aus Polymerisaten oder ähnlichen Kunststoffen mit wesentlich geringerem Reibungskoef­ fizienten als Weichgummi. Der Spulenkörper besitzt weiterhin nach innen vorspringende axiale Leisten, und zwar in einer Anordnung, daß der in den Spulenkörper eingeschraubte Gewindekern aus Massekernmaterial einen etwas größeren Außendurchmesser besitzt als der Kreis, auf welchem die Spitzen der Vorsprünge liegen. Hierdurch soll eine gewindeartige Führung erzielt wer­ den.

Das Durchstoßen des Kerns bei der Demontage ist nicht möglich, vielmehr muß der Kern wieder herausge­ schraubt werden.

Aus der DE-AS 10 87 192 ist weiterhin ein Spulenkör­ per mit Schraubkern für Hochfrequenzspulen bekannt, der ebenfalls Längsstege aufweist, in die ein ein Gewin­ de tragender Kern einschraubbar ist. Auch bei dieser Lösung ist ein Ausstoßen des eingesetzten Schraubge­ windekerns nicht vorgesehen und auch nicht möglich. Der Kern kann nur durch Herausschrauben wieder ent­ fernt werden.

Ein elektromagnetisches Bauelement gemäß der Gat­ tung nach Patentanspruch 2 ist aus der DE-AS 11 42 208 bekannt. Der darin beschriebene hohle Spulenkörper dient zur Aufnahme eines bei Hoch- bzw. Mittelfre­ quenzspulen verwendeten Schraubkernes, insbesondere Massekernes, mit im Innern des Spulenkörpers radial bzw. nahezu radial nach innen vorspringenden federn­ den ZUngen, die auf die gegenüberliegenden Gewinde­ flanken des Kernes paarweise einwirken. Abwechselnd mit den federnden Zungen sind Kernführungsorgane vorgesehen, die etwaige Axialverschiebungen bzw. das axiale Spiel des Kernes besonders zuverlässig und gleichmäßig vermeiden, wodurch die gewünschte Spu­ lengüte einstellbar ist. Der Kern ist eingeschraubt. Der Einsatz eines Kernes mit glatter Mantelfläche ist nicht vorgesehen. Der Kern kann auch nur wieder herausge­ schraubt werden. Eine schnelle Zerlegung in Spulenkör­ per und Kern ist nicht möglich.

Elektromagnetische Bauelemente der angegebenen Art sind beispielsweise magnetische Regler, Übertrager, Drosseln und Transformatoren, die für verschiedene Anwendungszwecke entsprechend dimensioniert und ausgebildet sind. Sie finden z. B. in der Unterhaltungs­ elektronik und in der Computertechnik verbreiteten Einsatz. Gemeinsam weisen derartige Bauelemente ei­ nen Spulenkörper auf, der als Einkammern- und Mehr­ kammern-Spulenkörper ausgeführt sein kann, auf den die Spulenanordnungen entsprechend der Funktion, die das Bauelement haben soll, und mit der entsprechenden Dimensionierung aufgewickelt sind. Die magnetischen Eigenschaften des Bauelementes werden zum einen durch die Spulenanordnung und zum anderen durch den Spulenkern und das verwendete Material des Spulen­ kerns bestimmt. In der Unterhaltungselektronik, insbe­ sondere im Fernsehbereich, werden fast ausschließlich nur noch Kerne aus ferromagnetischem Material einge­ setzt, während die Eisenkerne in größeren Transforma­ toren aus Blechen geschichtet aufgebaut werden. Neben den Transformatoren gibt es auch elektromagnetische Bauelemente, wie Konvergenzspulen, Filterspulen und dergleichen, bei denen lediglich ein Stabkern in eine Aufnahmeöffnung des Spulenkörpers, also ein Sackloch, eingeführt ist. Diese Bauform soll durch die Erfindung ebenfalls mit erfaßt sein. Bei den bekannten Konstruk­ tionen ist die Aufnahmeöffnung oder die Durchgangs­ öffnung zur Aufnahme des Spulenkörpers der Quer­ schnittskontur des einzusetzendes Teils des Kerns oder des Stabkerns angepaßt. Die Querschnittsform kann da­ bei rund, viereckig oder polygon ausgebildet sein. Durch Verwendung von ferromagnetischen Pulverwerkstof­ fen, die im Sinterverfahren zu einem Kern verarbeitet werden, sind unterschiedliche Querschnittsformen mög­ lich. Die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöff­ nung für den Kern ist so groß gewählt, daß der Spulen­ köper unter Gleitsitz aufgesteckt werden kann. Zur La­ gesicherung werden die Spulenkörper mit den Kernen verklebt oder die Kerne als EI-Kerne ausgebildet und an den aneinanderliegenden Flächen zusammengeklebt, so daß ein Transformator- oder Übertragerverbund entsteht, der in sich nicht mehr lösbar ist. Dies ist insbe­ sondere dann gegeben, wenn zusätzlich der Transfor­ mator getrennt wird und praktisch alle aneinandergren­ zenden Flächen miteinander verklebt sind.

Es hat sich gezeigt, daß die bisherigen Konstruktio­ nen ungeeignet sind, damit der Kern für andere Bauele­ mente wiederverwertbar ist, wenn ein Gerät nach Errei­ chen der Lebensdauer, beispielsweise ein Fernsehgerät nach Erreichen einer Lebensdauer von 10 Jahren, ent­ sorgt werden soll. Darüber hinaus ermöglicht die gegen­ wärtige Technik keine Zerlegung der elektromagneti­ schen Bauelemente in Spulenkörpern mit aufgewickel­ ter Spule und Kern, was eine Voraussetzung für ein wirtschaftliches Recyclingverfahren dieser Teile ist.

Aus den Katalogen der Firma Weisser Spulenkörper GmbH & Co. KG, 73448 Neresheim, Ausgabe 1977, Sei­ te 25, und Ausgabe 1988, Seiten 32 und 95, sind Spulen­ körper mit einer an einer einzigen Innenseite des Spu­ lenkörpers längs verlaufenden Klemmrippe bzw. Füh­ rungsrippe bzw. als doppelseitige Führungsnasen aus­ gebildeten Rippe bekannt. Diese dient dazu, das Einset­ zen der einzelnen Bleche eines Steckkerns zu erleich­ tern und vor dem Vergießen oder dem Verpressen oder Verschrauben des Blechkerns diesen in dem Spulenkör­ per zu sichern. Die Steckkerne sind durch die einzelne Rippe nicht in dem Spulenkern gesichert gehalten und müssen zusätzlich fixiert werden. Diese als Führungsrip­ pen vorgesehenen sind nicht geeignet, z. B. einen Ferrit­ kern als Ganzes gesichert festzuhalten, ebenso auch nicht einen Steckkern aus einzelnen Blechen während des Betriebes.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Bauelement eingangs genannter Art so weiterzubilden, daß eine einfache Montage und eine spätere einfache Demontage des Bauelementes möglich sind, damit das Bauelement in seine Fraktionen: Spulenkörper mit Spu­ le und Kern zerlegt werden kann, damit entweder der Kern selbst nochmals zu verwenden ist oder aber die Materialien der Weiterverwendung selektiert zuzufüh­ ren sind. Weiterhin sollen eine Montage ohne Kleber möglich und eine sichere Verklemmung des Spulen­ kerns im Spulenkörper sowie eine Rückzugssperrwirkung sichergestellt sein.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in dem Anspruch 1 angegebene technische Lehre.

Die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung des aus Kunststoff gefertigten Spulenkörpers weist an den Innenwänden einteilig ausgeformte, hervorstehen­ de und federelastisch ausgebildete Klemmelemente auf. Die Öffnungsweite der Klemmelemente ist so gewählt, daß die Klemmelemente den eingeschobenen Kern wie­ derausrückbar oder herausziehbar einklemmen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird also kein Gleitsitz son­ dern stets ein fester Sitz, ja sogar ein Preßsitz, erzielt, zu welchem Zweck der Spulenkern in die entsprechend ausgebildete Durchgangsöffnung oder Aufnahmeöff­ nung hineingedrückt wird. Aufgleitflächen in Form von Schrägflächen an den Klemmelementen oder in umge­ kehrter Weise an der Stirnkante des Spulenkerns er­ möglichen dabei ein leichteres Aufgleiten des Kerns.

Wird der Spulenkörper aus zwei Schalen spiegelbild­ lich ausgebildet zusammengesetzt, die beispielsweise durch Snap-in-Technik miteinander verbindbar oder auch verschweißt sind, so können in die Schalen mittels eines einfach ausgebildeten Werkzeuges die Klemmele­ mente, die beliebig Konturen besitzen können, auf ein­ fache Weise eingebracht werden. Erst wenn der Spulen­ körper zusammengesetzt und bewickelt ist und somit eine geschlossene feste Einheit bildet, wird sodann der Kern in der angegebenen Art und Weise eingesetzt und durch die Klemm- bzw. Federelemente festgehalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungs­ beispiele näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Spulenkörper in perspektivischer verein­ fachter Darstellung mit einer rechteckförmigen Durch­ gangsöffnung zum Einsetzen eines nur im Teilabschnitt dargestellten Kerns,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und im Teilschnitt einen Spulenkörper mit Querrippen als Klemmelemen­ te zum Festklemmen des Spulenkerns,

Fig. 3 einen Spulenkörper im Teilschnitt mit noppen­ förmigen Klemmelementen, und

Fig. 4 im Teilschnitt einen Spulenkörper mit Längs­ rippen als Klemmelemente zum Festklemmen zweier Kerne mit definiertem Luftspalt.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist ein bekannter Spulen­ körper 1 gemäß DE 23 50 657 A1 dargestellt, der aus einem turmförmigen Mit­ tenteil 2 besteht, dem sich ein oberer Flansch 3 und ein unterer Flansch 4 anschließen. Beide Flansche 3 und 4 begrenzen den Wickelraum auf dem turmförmigen Kör­ per 2. Der untere Flansch 4 weist darüber hinaus einge­ setzte Kontaktstifte 5 auf, die an der Unterseite hervor­ stehen und an deren oberen Enden die nicht dargestell­ ten Spulen der Spulenanordnung anschließbar sind, die auf den Mittenturm 2 des Spulenkörpers 1 aufgewickelt sind. Der Spulenkörper weist darüber hinaus eine Durchgangsöffnung 6 auf, in der als Klemmelemente Längsrippen 7 über die gesamte Länge des turmförmi­ gen Mittenkörpers 2 verlaufen. Die Höhe der Längsrip­ pen 7 ist so gewählt, daß bei Einsetzen des Kerns 8 die Rippen seitlich ausgelenkt werden. Da der Spulenkör­ per aus Kunststoff besteht und durch entsprechende Additive eine hohe Eigenelastizität der Rippen 7 gege­ ben ist, pressen sich diese förmlich an die Seitenwände des Kerns 8 an und halten den Kern 8 unter Preßsitz in dem Spulenkörper fest. Es ist ersichtlich, daß diese Kon­ struktion eine einfache Montage einerseits, aber auch eine einfache Demontage ermöglicht. Zum Einsetzen wird der Spulenkern 8 beispielsweise mit einer Ein­ drückvorrichtung eingesetzt und bei der Demontage mittels einer Ausdrückvorrichtung entgegengesetzt wieder herausgeschoben.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, bei der keine Längsrippen 7 sondern querverlaufende Rip­ pen 9 zum Einklemmen des Spulenkerns 8 vorgesehen sind. Es handelt sich dabei um sägezahnförmig ausgebil­ dete Querrippen 9, die einzeln verteilt oder umlaufend an den Innenwänden des turmartigen Mittenkörpers 2 des Spulenkörpers 1 vorgesehen sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß eine Rückzugssperre gegeben ist. Beim Rückziehen müßten die Spitzen der Querrippen erst umgeschlagen werden. Es ist damit eine erhöhte sichere Befestigung des Kerns 8 gegeben. Auf der ande­ ren Seite läßt sich auch bei dieser Ausführung der Kern 8 durch ein Ausdrückwerkzeug, das von unten angesetzt wird, wieder herausdrücken, so daß der Kern z. B. wie­ derverwendet werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind Klemm­ elemente in Form von bekannten Noppen 10 vorgesehen, die an der Innenseite der Durchgangsöffnung 6 verteilt ange­ ordnet sind. Die Noppen 10 stehen so weit in den Innen­ raum hervor, daß beim Einsetzen des Kerns 8 ein Preß­ sitz gegeben ist. Diese Ausführung ist aus der DE 23 50 657 ebenfalls bekannt.

In Fig. 4 ist eine Ausbildung gemäß Fig. 1 dargestellt. In der Durchgangsöffnung 6 sind Längsrippen 7 als Klemmelemente für zwei Spulenkerne 8, 11 von oben und von unten her eingesetzt und stoßen aneinander. Eine zwischengefügte Folie 12 bildet dabei einen defi­ nierten Luftspalt, der in vielen Fällen gewünscht ist. Es ist somit ein sicherer Verbund zwischen Spulenkörper 1 und Kernen 8 und 11 andererseits gegeben. Die äußeren Verbindungen der beiden Spulenkerne sind hier nicht dargestellt. Hier können bekannte Schraubverbinder beispielsweise eingesetzt werden oder Klemmbügel, die beide Teile miteinander federelastisch verbinden. Zum Zwecke der Demontage müssen die beiden Kerne 8 und 11 herausgezogen werden, zu welchem Zwecke der Spulenkörper 1 in eine entsprechende Vorrichtung ein­ zuspannen ist.

Zur leichteren Demontage empfiehlt es sich, die unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre hergestell­ ten elektromagnetischen Bauelemente nachträglich nicht mehr zu tränken.

Claims (4)

1. Elektromagnetisches Bauelement, bestehend aus einem Spulenkörper aus Kunststoff mit einer Durchgangsöffnung oder einer Aufnahmeöffnung, in die ein magnetischer Kern eingesetzt ist, wobei die Durchgangs- oder Aufnahmeöffnung einen dem Kern entsprechenden und in der Größe angepaß­ ten Querschnitt aufweist, und mit einer oder meh­ reren Kammern zur Aufnahme von Spulenanord­ nungen, wobei die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung an den Innenwänden einteilig ausgeformte hervorstehende, federelastisch als Querrippen zur Längsachse der Durchgangsöffnung ausgebildete Klemmelemente auf­ weist, die den Kern im eingeschobenen Zustand festklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nungsweite der Querrippen (9) derart groß gewählt ist, daß sie den eingeschobenen Kern (8, 11) wieder herausdrückbar oder herausziehbar einklemmen, und daß die Querrippen (9) eine solche Sägezahnform auf­ weisen, daß sie beim Einführen des Kerns (8) in Einschubrichtung auslenken und eine Rückzugssperre bilden.

2. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und/oder die Durchgangsöffnung oder die Aufnah­ meöffnung für den Kern konisch sind und in Ein­ setzrichtung sich verjüngende Seitenwände auf­ weisen.

3. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spulenkörper an der der Aufnahmeöff­ nung gegenüberliegenden, geschlossenen Seite ei­ nen Durchbruch zur Einführung eines Ausstoßele­ mentes aufweist.

4. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung in Verbindung mit einem Kern der E-, I-, EC-, X-, H-, R-, M-, P- oder U-Bauform oder Stabkernen.