DE4220287C2 - Spulenkörper aus duroplastischem ungesättigten Polyester - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper, insbesondere für RM-Kerne, mit folgenden Merkmalen:

• a) Ein Hohlzylinder (1) bildet zusammen mit einem oberen Flansch (2) und einem unteren Flansch (3) einen Spulenwickelraum (4).
• b) An dem unteren Flansch (3) sind im wesentlichen nach radial außen zeigende Stege (5, 6) angesetzt, die eine größere Dicke aufweisen als der untere Flansch (3).
• c) Die Stege (5, 6) halten aus ihrer Unterseite heraus­ ragende Anschlußstifte (7).
• d) Zwischen jeweils zwei Stegen (5, 6) ist ein einseitig nach radial außen offener Drahtführungsschlitz (8) angeordnet, der mit seinem geschlossenen Ende (9) im Bereich des unteren Flansches (3) nahe der Außenseite des Hohlzylinders (1) endet.

Derartige Spulenkörper sind durch die DE 30 04 747 A1 und speziell für RM-Kerne durch DIN 41981 bekannt. Die Drahtführungsschlit­ ze der bekannten Spulenkörper können dabei streng radial oder auch gegenüber der radialen Richtung etwas schräg gerichtet sein. Die Spulenkörper werden aus einem duroplastischen Phenolicharz hergestellt.

Seit einiger Zeit werden die Kupferdrähte der Spulenwicklungen zur Erhöhung der Isolierung mit Polyimid-Lacken versehen. Hierdurch ist eine Erhöhung der Löttemperatur auf über 500°C bei einer Lötdauer von ca. 3 Sekunden erforderlich. Gegenüber den bisherigen Löttemperaturen von 350 bis 420°C und einer Lötdauer von ca. einer Sekunde ist somit die thermische Be­ lastung des Spulenkörpers erheblich höher geworden. Diese führt zu einer hohen Ausfallrate der Spulenkörper. Bisherige Versuche, hier Abhilfe zu schaffen, sind erfolglos geblieben. Es besteht allenfalls die Möglichkeit, die Polyimidisolierung am Wickeldraht durch Strippen - also mechanisch - zu entfer­ nen. Diese Möglichkeit ist jedoch aufwendig und stört die übrigen Arbeitsabläufe erheblich.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, daß bei Isolierung der Wickeldrähte mit Polyimid-Lacken trotz einer ausreichenden Löttemperatur und -dauer eine thermische Verformung des Spulenkörpers vermieden werden kann.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Spulenkörper der eingangs erwähnten Art durch die Kombination der nachstehenden weiteren Merkmale gekennzeichnet:

• e) Am geschlossenen Ende (9) sind die Drahtführungsschlitze (8) über ein kleines Stück durch einen Füllsteg (10) verschlossen, dessen Oberseite abgestuft unter der Oberseite des unteren Flansches (3) liegt.
• f) Auf ihrer Unterseite sind die Stege (5, 6) durch eine den Drahtführungsschlitz (8) querende Brücke (13) verbunden, die sich über die Unterseite des Füllstegs (10) erstreckt und mit diesem verbunden ist.
• g) Der Spulenkörper ist aus einem duroplastischen ungesät­ tigten Polyester hergestellt, der die Verarbeitbarkeit begünstigende Zusätze enthält.

Der erfindungsgemäße Spulenkörper besteht somit nicht mehr aus einem Phenolicharz, sondern aus einem ungesättigten Polyester. Aus Saechtling "Kunststoff Taschenbuch" 22. Ausgabe, München/ Wien 1983, Seiten 368 bis 379 sind die Eigenschaften un­ gesättigter Polyester bekannt. Die darin erwähnten techni­ schen Verwendungsfälle für ungesättigte Polyester bestehen in der Herstellung von Schichten und Beschichtungen verschiedener Art, die warm preßbar sind. Ferner können ungesättigte Polyester so modifiziert werden, daß sie schäumbar sind. Eine Spritzgußverarbeitung von ungesättigten Polyestern, wie sie für die Herstellung von Spulenkörpern erforderlich ist, ist nicht offenbart.

Ungesättigte Polyester sind aber für hinsichtlich der Entfor­ mung so diffiziler Teile wie RM-Spulenkörper im Spritzgußver­ fahren verwendbar, wenn ihnen übliche, die Verarbeitbarkeit begünstigende Zusätze eingegeben worden sind, wie beispiels­ weise sog. Conditioner oder Trennmittel.

Ein mit einem derartigen ungesättigten Polyester hergestellter Spulenkörper weist eine Temperaturbeständigkeit auf, die die Durchführung der Verlötung, wie sie bei mit Polyimid-Lacken beschichteten Drähten erforderlich ist, erlaubt, ohne daß die Maßhaltigkeit des Spulenkörpers beeinträchtigt wird. Ein aus einem ungesättigten Polyester hergestellter Spulenkörper weist jedoch zunächst den Nachteil auf, daß seine Festigkeit erheblich ver­ ringert ist. Die Flanschbruchfestigkeit im Bereich der Stege ist nur etwa halb so groß wie die bei der Verwendung von Phenolicharzen.

Es konnte daran gedacht werden, die Dicke der Flansche zu erhöhen, um die benötigte Flanschbruchfestigkeit zu erreichen. Hierdurch würde jedoch entweder die Höhe des Spulenkörpers unzulässig vergrößert (vgl. DIN 41981) oder der Spulenwickel­ raum verkleinert, was für die Anwender nicht akzeptabel ist.

Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß die Flansch­ bruchfestigkeit in dem erforderlichen Maße bereits durch die oben angegebenen, erfindungsgemäß vorgesehenen Merkmale e) und f) erhöht wird.

Die Realisierung der Merkmale e) und f) an Spulenkörpern, auch an RM-Spulenkörpern, ist durch offenkundige Vorbenutzung an sich bereits bekannt gewesen. Die Ausbildung einer Brücke an der Unterseite der Stege und einer abgestuften Einführung in den Drahtführungsschlitz ist bei den bekannten Spulenkörpern aus Gründen der Festigkeit gegenüber Spannungsüberschlägen realisiert worden, nicht jedoch aus Gründen der mechanischen Festigkeit, weil bei der Verwendung der bisherigen Phenolic­ harze keine mechanischen Festigkeitsprobleme auftraten. Über­ raschenderweise führt jedoch die an sich bekannte Maßnahme des Vorsehens einer die Stege verbindenden Brücke an der Untersei­ te der Stege bereits zu einer solchen Erhöhung der mechani­ schen Festigkeit eines Spulenkörpers aus einem ungesättigten Polyester, daß dieser ohne weitere Maßnahmen in mechanischer Hinsicht für die gleichen Anwendungen wie die bisherigen Phenolicharz-Spulenkörper genutzt werden kann.

Somit ist durch die vorliegende Erfindung ein Spulenkörper angegeben, der mechanisch zu den Phenolicharz-Spulenkörpern praktisch gleichwertig ist, jedoch eine höhere Temperatur­ beständigkeit aufweist, so daß die für mit Polyimid-Lacken beschichteten Drähte erforderliche Verlötung ohne Maßhaltig­ keitsprobleme für den Spulenkörper durchgeführt werden kann.

In einer für die Stabilität günstigen Ausführungsform weist der Füllsteg an seiner Oberfläche eine nach radial außen abfallende Oberfläche auf.

Die Brücke ist an ihrer radial innen liegenden Längsseite mit einer schrägen Kante versehen, die mit einem Übergangsradius in den Steg übergeht. Die Schrägstellung der Kante beträgt in einem Beispiel dabei ca. 7°. Hierdurch wird bei hoher Stabilität eine gute Entformbarkeit des Spulenkörpers gewährleistet, der - im Gegensatz zu den bisherigen Spulenkörpern - keinen Nach­ schwund aufweist, sondern ausschließlich in der Form selbst schwindet. Ohne die Ausbildung der Schrägen könnte sich bei der Schwindung in der Form eine Hinterschneidung ausbilden, die zu Entformungsproblemen führen würde.

Die vorgesehene Brücke ist besonders vorteil­ haft für Spulenkörper für RM-Kerne der Größen 4 und 8, wobei die Größenangabe gemäß der vorstehend genannten DIN 41 981 erfolgt. Für derartige Spulenkörper sind bisher Brücken an der Unterseite nicht vorgesehen gewesen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - einen durch zwei Drahtführungsschlitze hindurchlaufenden Vertikalschnitt durch einen Spulenkörper,

Fig. 2 - einen Horizontalschnitt durch den Spulenkörper gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 - eine Ansicht des Spulenkörpers gemäß Fig. 1 von unten.

Fig. 1 zeigt einen Spulenkörper für RM-Kerne, der einen Hohl­ zylinder 1 aufweist, der an seiner Oberseite durch einen oberen Flansch 2 und an seiner Unterseite durch einen unteren Flansch 3 begrenzt ist, wodurch ein ringförmiger Wickelraum 4 gebildet ist.

An den unteren Flansch 3 sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei radial etwa nach außen weisende Stege 5, 6 angesetzt, die nach unten aus den Stegen 5, 6 herausragende Anschlußstifte 7 halten. Zu diesem Zweck sind die Anschluß­ stifte 7 üblicherweise in die Stege 5, 6 bei der Herstellung des Spulenkörpers eingespritzt.

Die sich beim Schnitt entlang der Linie II-II ergebende Drauf­ sicht auf den Flansch 3 und die Stege 5, 6 gemäß Fig. 2 ver­ deutlicht, daß zwischen den Stegen 5, 6 jeweils ein radial nach außen offener Drahtführungsschlitz 8 gebildet ist, der mit seinem geschlossenen Ende 9 im Bereich des unteren Flansches 3 nahe der Außenseite des Hohlzylinders 1 endet. Erkennbar ist ferner, daß das Ende 9 des Drahtführungs­ schlitzes 8 über ein kleines Stück durch einen Füllsteg 10 geschlossen ist. Dieser Füllsteg 10 weist - wie Fig. 1 erkennen läßt - eine schräg nach radial-außen abfallende Oberseite auf.

Die Formengebung der Stege 5, 6 entspricht den Zweckmäßig­ keiten für eine automatische Bewicklung des Spulenkörpers und ist an sich bekannt, so daß auf eine weitere Erläuterung hier verzichtet werden kann. Fig. 2 verdeutlicht noch, daß die Drahtführungsschlitze 8 nicht streng radial ausgerichtet sind, sondern gegenüber der radialen Richtung etwas schräg gestellt sind. Auch diese Ausrichtung der Drahtführungsschlitze 8 ist - beispielsweise durch DIN 41981 - bekannt.

Die in Fig. 3 dargestellte Ansicht des Spulenkörpers von unten verdeutlicht die Lage der Schnittlinie I-I, entlang derer der Vertikalschnitt gemäß Fig. 1 vorgenommen worden ist.

Fig. 3 zeigt ferner, daß die Stege 5, 6 gegenüber dem Flansch 3 verdickt ausgeführt sind und an sich bekannte abgeschrägte Kammern 11, 12 zur Führung der Drahtenden zu den Anschluß­ stiften 7 aufweisen. Die Stege 5, 6 sind an der Unterseite mit einer den Drahtführungsschlitz 8 querenden Brücke 13 verbunden. Die Breite dieser Brücke 13 ist gering und entspricht nur einem Bruchteil der Breite des unteren Flansches 3.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist die radial innen liegende Längskante 14 der Brücke 13 mit einer Schräge von ca. 7° versehen, die mit einem Übergangsradius 15 in das Material des Flansches 3 übergeht.

Der dargestellte Spulenkörper besteht aus einem duro­ plastischen ungesättigten Polyester, der durch Zugabe von Trennmitteln und Conditionern so modifiziert worden ist, daß er prozeßsicher in Spritzgußtechnik verarbeitbar ist.

Claims (6)

1. Spulenkörper, insbesondere für RM-Kerne, mit folgenden Merkmalen:

• a) Ein Hohlzylinder (1) bildet zusammen mit einem oberen Flansch (2) und einem unteren Flansch (3) einen Spulenwickelraum (4).
• b) An dem unteren Flansch (3) sind im wesentlichen nach radial außen zeigende Stege (5, 6) angesetzt, die eine größere Dicke aufweisen als der untere Flansch (3).
• c) Die Stege (5, 6) halten aus ihrer Unterseite herausragende Anschlußstifte (7).
• d) Zwischen jeweils zwei Stegen (5, 6) ist ein einseitig nach radial außen offener Draht­ führungsschlitz (8) angeordnet, der mit seinem geschlossenen Ende (9) im Bereich des unteren Flansches (3) nahe der Außenseite des Hohlzylinders (1) endet,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender weiterer Merkmale:

• e) Am geschlossenen Ende (9) sind die Drahtführungs­ schlitze (8) über ein kleines Stück durch einen Füllsteg (10) verschlossen, dessen Oberseite abge­ stuft unter der Oberseite des unteren Flansches (3) liegt.
• f) Auf ihrer Unterseite sind die Stege (5, 6) durch eine den Drahtführungsschlitz (8) querende Brücke (13) verbunden, die sich über die Unterseite des Füllstegs (10) erstreckt und mit diesem verbunden ist.
• g) Der Spulenkörper ist aus einem duroplastischen ungesättigten Polyester hergestellt, der die Verarbeitbarkeit begünstigende Zusätze enthält.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, bei dem die Oberseite des Füllstegs (10) eine nach radial außen schräg abfallende Oberfläche aufweist.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine radial innen liegende Längskante (14) der Brücke (13) eine Schräge aufweist, die mit einem Übergangsradius (15) in das Material des unteren Flansches (3) übergeht.

4. Spulenkörper nach Anspruch 3, bei dem die Schräge der Längskante (14) ca. 7° beträgt.

5. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Spulenkörper für RM-Kerne der Größen RM 4 und RM 8.