DE4310401A1

DE4310401A1 - Process for encasing a ring core as edge protection

Info

Publication number: DE4310401A1
Application number: DE4310401A
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Hundt; Armin Dipl Phys Labatzke
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-06
Also published as: ES2105371T3; DE59403596D1; EP0621612B1; EP0621612A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umhüllung eines im wesentlichen zylinderförmigen Magnetkerns mit Innen öffnung zur Erzielung eines wirksamen Kantenschutzes, insbesondere für Ringbandkerne mit scharfen Kanten.The invention relates to a method for wrapping a essentially cylindrical magnetic core with inside opening to achieve effective edge protection, especially for toroidal cores with sharp edges.

Magnetkerne für elektrische Bauelemente werden in vielen Fällen als Ringbandkerne ausgeführt und haben oft einen im wesentlichen zylindrischen Umfang sowie eine Innen öffnung in Achsrichtung. Derartige Magnetkerne werden zur Herstellung von Induktivitäten dann mit einer oder mehre ren Wicklungen umgeben. Diese Wicklungen bestehen aus isolierten elektrischen Leitern und werden torusförmig um den Magnetkern gewickelt. Hierbei muß die Wicklung gegen Beschädigungen beim Umwickeln durch die Kanten des Magnetkerns geschützt werden. Bei Ringkernen aus empfind lichen bzw. spröden Materialien, z. B. amorphen Metallen, ist der Kantenschutz auch für die inneren und äußeren Bandlagen vor den auftretenden Kräften beim Bewickeln notwendig. Für Magnetkerne aus gepreßten Ferriten ist dieser Schutz relativ einfach durch Pulverbeschichten im Wirbelsinterbad möglich, da hier die Kanten der Ferrite abgerundet sein können und so auch eine dünne Beschich tung einen ausreichenden Kantenschutz gewährleistet.Magnetic cores for electrical components are used in many Cases designed as toroidal cores and often have one essentially cylindrical circumference and an inside Opening in the axial direction. Such magnetic cores become Production of inductors then with one or more surrounded windings. These windings consist of insulated electrical conductors and are toroidal around wrapped the magnetic core. Here, the winding against Damage when wrapping around the edges of the Magnetic core are protected. For ring cores made of sensitive union or brittle materials, e.g. B. amorphous metals, the edge protection is also for the inner and outer Tape layers before the forces occurring when winding necessary. For magnetic cores made of pressed ferrites this protection is relatively easy through powder coating in the Swirl sintering bath possible, because here the edges of the ferrites can be rounded and so a thin coating sufficient edge protection guaranteed.

Wird jedoch der Magnetkern aus gewickelten oder gestanz ten Bändern oder Blechen hergestellt, so sind oftmals scharfe Kanten unvermeidlich, was einen besseren Schutz für die später aufzubringende Wicklung erfordert. Hierzu ist es üblich, Kunststofftröge anzuwenden, in die die Magnetkerne eingesetzt werden. Ein Nachteil derartiger Kunststofftröge besteht jedoch darin, daß die Wandungen der Kunststofftröge eine gewisse Mindestdicke aus Festig keitsgründen aufweisen müssen und daß durch geeignete Dimensionierung sichergestellt werden kann, daß alle dafür vorgesehenen Magnetkerne in die Kunststofftröge passen. Die dabei notwendigerweise zu wählenden Toleran zen bedingen eine besonders bei kleinen Magnetkernen relativ große Erhöhung des Volumens durch den für die Ringbandkerne vorzusehenden Schutz.However, the magnetic core is wound or punched out strips or sheets are often made sharp edges inevitable, giving better protection required for the winding to be applied later. For this it is common to use plastic troughs into which the Magnetic cores are used. A disadvantage of that Plastic troughs, however, is that the walls the plastic troughs a certain minimum thickness made of solid must have reasons of reason and that by suitable Sizing can be ensured that all provided magnetic cores in the plastic troughs fit. The tolerans to be chosen zen require a particularly with small magnetic cores relatively large increase in volume for that Protection provided with toroidal cores.

Bei dieser Sachlage lassen sich folgende Forderungen für eine gute Umhüllung von Magnetkernen aufstellen:
Die Umhüllung soll möglichst dünnwandig sein und soll insbesondere an den Kanten die vorhandenen Bandlagen des Kernes sowie die aufzubringenden evtl. lackisolierten Windungsdrähte schützen. Außerdem soll die Umhüllung möglichst preiswert herstellbar sein und die Anforde rungen an Temperaturstabilität, Brennbarkeit usw. erfüllen.In this situation, the following requirements can be made for a good coating of magnetic cores:
The sheath should be as thin-walled as possible and should protect the existing strip layers of the core and the possibly enameled winding wires to be applied, in particular at the edges. In addition, the casing should be inexpensive to manufacture and meet the requirements for temperature stability, flammability, etc.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß über den Außenumfang des Magnetkerns ein Schrumpf schlauch gezogen wird, dessen Länge die Länge des Magnet kerns in Achsrichtung an beiden Seiten überragt, und daß die äußeren Enden des Schrumpfschlauches oder die Enden eines bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches verformbaren, vom Schrumpfschlauch zu umschrumpfenden Teils vor der Abkühlung ein Stück in die Innenöffnung des Magnetkerns gedrückt und bis zur ausreichenden Abkühlung darin gehalten werden.According to the invention, these tasks are fulfilled by that shrinkage over the outer circumference of the magnetic core hose is pulled, the length of which is the length of the magnet core protrudes in the axial direction on both sides, and that the outer ends of the heat shrink tubing or the ends one at the shrink temperature of the shrink tube deformable, to be shrink-wrapped by the shrink tube Partly before cooling a piece into the inner opening of the Magnetic core pressed and until sufficient cooling be held in it.

Hierbei gelingt es, eine dünnwandige und ausreichend sichere Umhüllung zu schaffen, die sich auch bei unter schiedlichen Toleranzen verschiedener Ringbandkerne an die Abmessungen jedes einzelnen Ringbandkerns anpaßt. Bei den erfindungsgemäßen Verfahren wird zwar nicht die ganze Innenoberfläche der Innenöffnung des Magnetkerns durch die Umhüllung abgedeckt. Dies ist aber zur Erfüllung der eingangs gestellten Forderungen nicht unbedingt notwendig.This succeeds in having a thin-walled and sufficient to create secure wrapping that can also be found under different tolerances of different toroidal cores adapts the dimensions of each individual toroidal core. At the method according to the invention is not the whole Inner surface of the inner opening of the magnetic core through the wrapper covered. But this is to fulfill the not necessarily necessary.

Ausführungsbeispiele für verschiedene Magnetkerne mit unterschiedlichem Verhältnis von Außendurchmesser und Durchmesser der Innenöffnung sind im einzelnen in den Figuren dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments for different magnetic cores different ratio of outside diameter and Diameters of the inner opening are in detail in the Figures shown. Show it:

Fig. 1a bis 1c eine besonders einfache Herstellung für Magnetkerne mit relativ großer Innenöffnung; Figures 1a to 1c, a particularly simple manufacture of magnetic cores having a relatively large inner opening.

Fig. 2a und 2b eine Möglichkeit, die Innenkanten des Magnetkerns durch die Enden des Schrumpf schlauches auch bei relativ kleiner Innenöffnung zu schützen und FIGS. 2a and 2b is a possibility of the inner edges of the magnetic core tube even at relatively small internal opening to be protected by the ends of the shrink and

Fig. 3a bis 3c eine Anordnung, bei der zusätzlich zum Schrumpfschlauch weitere Teile zur Bildung der erfindungsgemäßen Umhüllung angewendet werden.Be applied in addition to further shrink tube parts to form the casing according to the invention Fig. 3a to 3c, an arrangement.

In Fig. 1a ist als Magnetkern 1 ein gewickelter Ringband kern dargestellt, der von einem Schrumpfschlauch 2 um geben ist. Dieser Schrumpfschlauch 2 ragt mit seinen Enden 3 beidseitig in Achsrichtung über den Magnetkern 1 hinaus. Der Magnetkern 1 besitzt einen zylinderförmigen Außendurchmesser und eine relativ große Innenöffnung 4. Zur Umhüllung des Magnetkerns 1 wird dann Magnetkern und Schrumpfschlauch beispielsweise durch Heißluft erhitzt. Dies bewirkt, daß sich der Schrumpfschlauch 2 an den Außenumfang des Magnetkerns 1 anpreßt und daß die über stehenden Enden 3 des Schrumpfschlauches 2 nach innen gezogen werden, wie dies in Fig. 1b dargestellt ist. In diesem Beispiel wird angenommen, daß das Schrumpf verhältnis des Schrumpfschlauches dazu führt, daß die verbleibende Öffnung des Schrumpfschlauches im Bereich der Enden 3 kleiner ist als der Durchmesser der Innen öffnung 4. Infolgedessen ist es möglich - wie Fig. 1c zeigt -, durch kegelförmige Werkzeuge 5 die Enden 3 des Schrumpfschlauches in die Innenöffnung 4 zu pressen. In diesem Zustand wird dann die Anordnung abgekühlt, so daß die in Fig. 1c dargestellte Form des Schrumpfschlauches 2 erhalten bleibt. Damit erhält man eine relativ dünn wandige Umhüllung, die auch bei scharfkantigen Magnet kernen 1 eine sichere Abdeckung der Außen- und Innen kanten des Magnetkernes 1 gewährleistet.In Fig. 1a, a wound ring band core is shown as a magnetic core 1 , which is from a shrink tube 2 to give. This shrink tube 2 projects with its ends 3 on both sides in the axial direction beyond the magnetic core 1 . The magnetic core 1 has a cylindrical outer diameter and a relatively large inner opening 4 . The magnetic core and shrink tube are then heated, for example by hot air, to encase the magnetic core 1 . This causes the shrink tube 2 to press against the outer circumference of the magnetic core 1 and that the projecting ends 3 of the shrink tube 2 are pulled inwards, as shown in FIG. 1b. In this example it is assumed that the shrinkage ratio of the shrink tube leads to the fact that the remaining opening of the shrink tube in the area of the ends 3 is smaller than the diameter of the inner opening 4 . As a result, it is possible - as shown in FIG. 1c - to press the ends 3 of the shrink tube into the inner opening 4 by means of conical tools 5 . In this state, the arrangement is then cooled, so that the shape of the shrink tube 2 shown in FIG. 1c is retained. This yields a relatively thin-walled envelope which seeds even with sharp-edged magnet 1 a safe cover the outer and inner edges of the magnetic core 1 guaranteed.

Verwendet man einen Magnetkern 1 mit relativ kleiner Innenöffnung 4, so ergibt sich nach dem Erhitzen von Kern und Schrumpfschlauch, daß die Enden 3 des Schrumpf schlauches nach dem Schrumpfen einen gleichgroßen oder größeren Durchmesser aufweisen, als der Durchmesser der Innenöffnung 4. Dies ist in Fig. 2a dargestellt. In diesem Fall lassen sich die Enden 3 durch einfache kegel förmige Werkzeuge 5, wie in Fig. 1c, nicht mehr in die Innenöffnung 4 drücken. Anstelle der Werkzeuge 5 werden jetzt hakenförmige Mitnehmer 6 verwendet, die zunächst die Enden 3 des Schrumpfschlauches zur Mittelachse der Innenöffnung 4 drücken, sich dann in Achsrichtung verschieben und die Enden 3 des Schrumpfschlauches in die Innenöffnung 4 einführen. Nach der Abkühlung ergibt sich wieder eine Umhüllung, wie sie in Fig. 1c dargestellt ist.If a magnetic core 1 with a relatively small inner opening 4 is used , it results after heating the core and the shrink tube that the ends 3 of the shrink tube after shrinking have an equal or larger diameter than the diameter of the inner opening 4 . This is shown in Fig. 2a. In this case, the ends 3 can no longer be pressed into the inner opening 4 by simple conical tools 5 , as in FIG. 1c. Instead of the tools 5 , hook-shaped carriers 6 are now used, which first press the ends 3 of the shrink tube towards the central axis of the inner opening 4 , then move in the axial direction and insert the ends 3 of the shrink tube into the inner opening 4 . After cooling, there is again an envelope, as shown in Fig. 1c.

Will man Kerne mit noch ungünstigerem Verhältnis von Außen- und Innendurchmesser mit dem erfindungsgemäßen Verfahren umhüllen, so kann man entsprechend Fig. 3a bis 3c vorgehen. Hier werden vor dem Schrumpfvorgang auf die Stirnseiten des Magnetkerns 1 Lochscheiben 7 befestigt, - beispielsweise durch Haftkleber. Diese Lochscheiben haben einen kleineren Lochdurchmesser als der Durchmesser der Innenöffnung 4 des Magnetkerns 1. Vorzugsweise bestehen die Lochscheiben 7 aus einem Kunststoff, der bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches 2 verformbar ist. Wenn jetzt diese Schrumpftemperatur erreicht ist, schrumpfen die überstehenden Enden des Schrumpfschlauches 2 wieder nach innen und klemmen die Lochscheiben 7 an den Stirnseiten des Magnetkerns fest. Wiederum können kegel förmige Werkzeuge 5 - wie in Fig. 3c gezeigt - dazu benutzt werden, die inneren Teile der Lochscheiben 7 in die Innenöffnung 4 des Magnetkerns 1 zu drücken. Wählt man für die Lochscheiben einen Werkstoff, der bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches erweicht ist, so ergibt sich zusätzlich der Effekt, daß sich Schrumpf schlauch 2 und Lochscheiben 7 miteinander verbinden, so daß sich wiederum eine allseits - bis auf die Innen wandungen der Innenöffnung 4 - feste Umhüllung für den Magnetkern 1 ergibt.If you want to encase cores with an even more unfavorable ratio of outside and inside diameter with the method according to the invention, one can proceed according to FIGS . 3a to 3c. Here, perforated disks 7 are attached to the end faces of the magnetic core 1 before the shrinking process, for example by pressure sensitive adhesive. These perforated disks have a smaller hole diameter than the diameter of the inner opening 4 of the magnetic core 1 . The perforated discs 7 are preferably made of a plastic which is deformable at the shrinking temperature of the shrink tube 2 . When this shrinking temperature is reached, the protruding ends of the shrink tube 2 shrink inward again and clamp the perforated disks 7 on the end faces of the magnetic core. Again, conical tools 5 - as shown in Fig. 3c - can be used to press the inner parts of the perforated discs 7 into the inner opening 4 of the magnetic core 1 . If one chooses a material for the perforated disks that is softened at the shrinking temperature of the shrink tube, there is also the effect that shrink tube 2 and perforated disks 7 connect to one another, so that in turn there is an all around - except for the inner walls of the inner opening 4 - Fixed envelope for the magnetic core 1 results.

Claims

1. A method for wrapping a substantially cylindrical magnetic core ( 1 ) with an inner opening to achieve effective edge protection, in particular for toroidal cores with sharp edges, characterized in that a shrink tube ( 2 ) is pulled over the outer circumference of the magnetic core ( 1 ), the Length extends beyond the length of the magnetic core ( 1 ) in the axial direction on both sides, and that the outer ends ( 3 ) of the shrink tube ( 2 ) or the ends of a part that can be deformed at the shrinking temperature of the shrink tube and shrink-wrapped by the shrink tube before cooling the inner opening ( 4 ) of the magnetic core ( 1 ) is pressed and held until it has cooled sufficiently.

2. The method according to claim 1, characterized in that the outer ends ( 3 ) of the shrink tube ( 2 ) after the shrinking process by conical tools in the axial direction from both ends are pressed into the interior of the inner opening ( 4 ).

3. The method according to claim 1, characterized in that for pressing in the ends of the shrink tube ( 2 ) in the inner opening ( 4 ) hook-shaped tools ( 6 ) are used, the ends of the shrink tube first in Rich direction of the central axis of the magnetic core and then in Press the axis direction into the inner opening of the magnetic core.

4. The method according to claim 1 for magnetic cores with a relatively small inner opening to the outer circumference, characterized in that perforated disks ( 7 ) are glued to the end faces of the magnetic core, the hole diameter of which is smaller than the diameter of the inner opening of the magnetic core, that these perforated disks from the shrinkage hose are shrunk when heated and that essentially conical tools ( 5 ) press the edges of the holes in the perforated disks into the inner opening of the magnetic core.