DE4418246A1 - Spulenkörper und damit aufgebaute elektrische Spule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper für die automatische Spulenbewickelung insbesondere RM-Spulenkörper, bestehend aus einem zylindrischen Wickelkörper, einem Unterflansch, der mit Drahtführungsschlitze bildenden und Lötstifte tragenden seit­ lichen Ansätzen versehen ist, und einem Oberflansch, der Mit­ tel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers am Wickelauto­ maten aufweist, wobei der Spulenkörper zur Verwendung mit einem zweiteiligen, den Spulenkörper in seiner Hochebene man­ telförmig umschließenden, durch eine elastische Klammeranord­ nung zusammengehaltenen Kern vorgesehen ist, der so geformt ist, daß die seitlichen Ansätze des Unterflansches und die Mittel des Oberflansches zur Aufnahme und Mitnahme des Spulen­ körpers außerhalb des Kerns liegen.

Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Spule mit einem Spulenkörper der erwähnten Art, einen den Spulenkörper in sei­ ner Hochebene mantelförmig umschließenden, zweiteiligen, in einer Horizontalebene geteilten Kern, der den Oberflansch des Spulenkörpers nur teilweise abdeckt, einer den Kern zusammen­ haltenden elastischen Klammeranordnung und einem elastischen Toleranzausgleichselement zur Festlegung des Spulenkörpers in dem durch den Kern gebildeten Aufnahmeraum.

Bekannte Spulenkörper der obenerwähnten Art werden aus Pheno­ licharz oder seit einiger Zeit auch aus modifizierten, unge­ sättigten Polyesterharzen gefertigt (vgl. DE 42 20 287 A1). Der Ersatz des früher üblichen Phenolicharzes durch ein modi­ fiziertes UP-Harz führt zu einem termperaturbeständigeren Spu­ lenkörper, der auch höhere Lötetemperaturen maßhaltig über­ steht. Nachteilig an dem UP-Spulenkörper ist seine verringerte Stabilität, die im Bereich des Unterflansches durch eine be­ sondere konstruktive Ausgestaltung gemäß DE 42 20 287 A1 kom­ pensiert werden kann.

Die bekannten Spulenkörper sind insbesondere in der Ausfüh­ rungsform "RM-Spulenkörper" bekannt, deren Abmessungen in der Norm DIN 41981 festgelegt sind. Die bekannten Spulenkörper weisen im Oberflansch regelmäßig eine V- oder U-förmige, also nach radial außen offene Ausnehmung auf, in die ein ent­ sprechend geformtes Gegenstück des Wickelautomaten eingreifen kann, um den Spulenkörper im Wickelautomaten mitzunehmen und zu positionieren.

Diese seit vielen Jahren existierende Spulenkörper-Bauform hat sich an sich bewährt. Allerdings besteht seit längerer Zeit der Wunsch, die Stabilität, insbesondere des Oberflansches, zu verbessern. Einer an sich naheliegenden stärkeren Ausbildung des Oberflansches stehen die genormten Abmessungen des Spulen­ körpers einerseits und die unerwünschte Verkleinerung des Wickelraumes andererseits entgegen.

Die bekannten Spulenkörper werden zusammen mit Mantelkernen verwendet, die zweiteilig ausgebildet sind und mittig zu dem Spulenkörper, parallel zu den Flanschen, eine Stoßebene auf­ weisen. Der Kern umgibt den Spulenkörper mantelförmig in der Hochebene, umgreift also Ober- und Unterseite des Spulenkör­ pers sowie über seine Breite zwei gegenüberliegende Teile der Mantelflächen. Der Kern ist dabei so ausgebildet, daß die seitlichen Ansätze des Unterflansches sowie seitlich außen bezüglich der Hochebene wegen der Abschnitte des Oberflansches nicht von dem Kern abgedeckt werden. Da der Kern den Spulen­ körper in der Hochebene mantelförmig umgibt, bildet er einen starren Aufnahmeraum für den Spulenkörper. Da Fertigungstole­ ranzen die relative Größe von Spulenkörper zu Aufnahmeraum des Kerns beeinflussen, wird der Aufnahmeraum des Kerns mit einem geringen Übermaß gefertigt und eine elastische Toleranzaus­ gleichsscheibe auf den Oberflansch des Spulenkörpers gelegt, bevor der Kern mittels einer elastischen Klammeranordnung, bestehend aus zwei seitlichen Klammern, geschlossen wird. Durch das elastische Toleranzausgleichselement wird der Spu­ lenkörper fest und klapperfrei in dem Aufnahmeraum des Kerns gehalten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Problemstellung besteht darin, eine erhöhte Stabilität des Spulenkörpers im Bereich des Oberflansches zu ermöglichen, und zwar mit Maßnahmen, die die Einhaltung der Norm DIN 41981 ermöglichen.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Spulenkörper der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflansch massiv ohne Ausnehmungen ausgebildet ist und daß die Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers am Wickelautomaten durch an der Oberseite des Oberflansches an­ geordnete Stege gebildet sind, die einen nach radial außen offenen Aufnahmeraum begrenzen.

Erfindungsgemäß wird daher von der seit Jahrzehnten bekannten Bauform für vollautomatisch zu bewickelnde RM-Spulenkörper abgewichen, ohne auf die Vorteile dieser Bauform in Bezug auf die Handhabung durch den Wickelautomaten zu verzichten. Dies wird dadurch erreicht, daß als Mittel für die Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers in dem Wickelautomaten nicht mehr eine Ausnehmung des Oberflansches vorgesehen wird, sondern auf der Oberseite des Flansches vorgesehene Stege, die die gleiche Funktion erfüllen können, ohne die Bruchstabilität des Ober­ flansches herabzusetzen, wie dies eine Ausnehmung tut. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine derartige par­ tielle Vergrößerung der Bauhöhe möglich ist, weil die nach oben an dem Oberflansch angeformten Stege in einen freien Raum neben dem Mantelkern ragen und daher die bisherige Bauform der elektrischen Spulen - auch im Rahmen der DIN-Vorschrift - nicht beeinträchtigen.

Vorzugsweise begrenzen zwei schräg zueinander stehende Stege einen V-förmigen Aufnahmeraum.

Die erfindungsgemäß erzielbare Erhöhung der Stabilität des Spulenkörpers im Bereich des Oberflansches erlaubt eine Ver­ größerung des Anwendungsbereiches der aus thermischen Gründen vorteilhaften UP-Spulenkörper. Aber auch für die bisherigen, keine Stabilitätsprobleme aufwerfenden Phenolic-Spulenkörper bietet die Erfindung Vorteile, weil zunehmend dickere Wickel­ drähte Verwendung finden, die beim Wickelvorgang eine höhere Belastung des Spulenkörpers, insbesondere des Oberflansches mit sich bringen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden, in der ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Spule der bisher verwendeten bekannten Ausfüh­ rungsform gegenübergestellt wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Hochebene einer Spule nach dem Stand der Technik

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spulenanordnung gemäß Fig. 1

Fig. 3 einen Schnitt in einer gegenüber der Fig. 1 um 90° gedrehten Hochebene eines Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Spule

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte elektrische Spule nach dem Stand der Technik weist einen Spulenkörper 1 und einen ferromagnetischen Kern 2 auf.

Der Spulenkörper 1 besteht aus einem hohlen zylindrischen Wickelkörper 3, der unten durch einen Unterflansch 4 und oben durch einen Oberflansch 5 begrenzt wird. Auf den Außenmantel des Wickelkörpers 3 wird eine (nicht dargestellte) elektrische Wicklung gewickelt, und die Flansche 4, 5 begrenzen den Wic­ kelraum nach oben und unten. Der Spulenkörper 1 wird in der Hochebene mantelförmig durch den Kern 2 umgeben, wobei der Kern 2 aus zwei Kernhälften 6, 7 besteht. Die Kernhälften 6, 7 stoßen in einer Horizontalebene 8 aufeinander, die parallel zu den Flanschen 4, 5 liegt und auf halber Höhe des Spulenkörpers 1 angeordnet ist.

Die Kernhälften 6, 7 werden durch zwei Klammern 9 zusammenge­ halten, die die Kernhälften 6, 7 von unten bzw. oben übergrei­ fen und elastisch die Kernhälften 6, 7 gegeneinander drücken.

Fig. 2 läßt erkennen, daß die Kernhälften 6, 7 auf der Ober­ seite und Unterseite des Spulenkörpers 1 mittig etwas einge­ schnürt sind und die Flansche 4, 5 des kreiszylindrischen Spu­ lenkörpers 1 nur teilweise überdecken. In dem nicht überdeck­ ten Bereich des Oberflansches 5 ist in diesem eine etwa V-för­ mige Ausnehmung 10 vorgesehen, die zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers 1 in einer Wickelmaschine dient.

Der Unterflansch 4 ist mit seitlichen Ansätzen 11 versehen, die quer zur Erstreckungsrichtung des Kernes 2 vom Unter­ flansch 4 abstehen, jeweils einen Drahtführungsschlitz 12 aus­ bilden und Lötstifte 13 tragen.

Bei dieser bekannten Spulenanordnung bildet der Kern 2 einen Aufnahmeraum 14 für den Spulenkörper 1. Zum Ausgleich von Fer­ tigungstoleranzen ist auf die Oberseite des Oberflansches 5 des Spulenkörpers 1 eine elastische Ringscheibe 15 als Tole­ ranzausgleichselement eingelegt, die - je nach verbleibenden Abstand zwischen Spulenkörper 1 und Oberseite des Aufnahme­ raums 14 - mehr oder weniger zusammengedrückt wird, in jedem Fall jedoch für einen klapperfreien Sitz des Spulenkörpers 1 in dem Aufnahmeraum 14 des Kerns 2 sorgt.

Der in Fig. 3 dargestellte Schnitt durch eine Hochebene eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers ist um 90° gegenüber der Schnittebene gemäß Fig. 1 gedreht. Der Unterflansch 104 des erfindungsgemäßen Spulenkörpers 101 mit seinen Ansätzen 111 ist gegenüber dem Flansch 4 des Spulenkörpers 1 unverändert. Der Wickelkörper 103 weist bei gleicher Größe des Kerns eine etwas größere Höhe auf, da die elastische Ringscheibe 15 als Toleranzausgleichseinrichtung entfallen ist. Der Oberflansch 105 ist gegenüber dem Flansch 5 ohne Ausnehmung 10 ausgebil­ det, im dargestellten Ausführungsbeispiel also als Kreisring­ scheibe mit konstanter Dicke. Zur Bewahrung der vorteilhaften Handhabung in einer Wickelmaschine ist der Oberflansch 105 an seiner Oberseite mit zwei Stegen 110 versehen, die schräg zu­ einander stehen und einen etwa V-förmigen Aufnahmeraum begren­ zen, in den ein entsprechend geformter Auf- und Mitnehmer der Wickelmaschine seitlich eingefahren werden kann und so die Lage des Spulenkörpers 101 fixiert.

Die Klammeranordnung 109 ist in dem erfindungsgemäßen Ausfüh­ rungsbeispiel einteilig ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Oberseite des Kerns 2 und mit zwei Schenkeln seit­ lich unter die Unterseite der unteren Kernhälfte 106, um so die beiden Kernhälften 106, 107 in der Stoßebene 108 gegenein­ ander zu drücken. Zusätzlich ist die Klammer 109 auf der Ober­ seite des Kerns 102 bzw. der oberen Kernhälfte 107 mit zwei seitlichen Ansätzen 116, 117 versehen, die sich über die Breite des Kerns 102 erstrecken und mit nach unten abgewinkel­ ten, federnden Enden 118, 119 auf die Oberseite des Ober­ flansches 105 des Spulenkörpers 101 drücken. Dabei ist der nach unten abgewinkelte Schenkel 118 um weniger als 90° abge­ winkelt und liegt schräg auf den Stegen 110 auf. Hingegen ist der Schenkel 119 nahezu rechtwinkelig abgewinkelt und er­ streckt sich bis direkt auf die Oberseite des Oberflansches 105, da in seinem Bereich keine Stege 110 vorhanden sind. Zur Verbesserung der elastischen Auflage ist der Schenkel 119 an seinem freien Ende 120 etwas nach außen abgebördelt.

Somit ist erkennbar, daß die Klammer 109 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel nicht nur die Funktion hat, die beiden Kernhälften 106, 107 zusammenzuhalten, sondern auch, den Spu­ lenkörper 101 mit einer elastischen Vorspannung gegen die un­ tere Wand des Aufnahmeraums 114 zu drücken, um so auch bei etwaigen Fertigungstoleranzen für einen festen und klapper­ freien Sitz des Spulenkörpers 101 in dem Aufnahmeraum 114 des Kerns 102 zu sorgen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel um den Toleranzbereich T höher ist als der Spulenkörper 101, da der geschnittene Teil der oberen Kernhälfte 107 in den In­ nenraum des hohlzylindrischen Spulenkörpers 101 ragt.

Durch die unterbrechungsfreie Ausbildung des Oberflansches 105 wird die mechanische Stabilität, aber auch die Spannungsüber­ schlagsfestigkeit des Spulenkörpers 101 verbessert, wobei auf­ grund der Stege 110 die vorteilhafte Handhabung in einer Spu­ lenwickelmaschine erhalten bleibt. In dem erfindungsgemäßen Aufbau der Spule liegen die Stege 110 neben dem Kern 102 und führen daher an keiner Stelle zu einer Vergrößerung des Gesamtaufbaus.

Claims (7)

1. Spulenkörper für die automatische Spulenbewicklung, ins­ besondere RM-Spulenkörper, bestehend aus einem zylin­ drischen Wickelkörper (103), einem Unterflansch (104), der mit Drahtführungsschlitze (112) bildenden und Löt­ stifte (113) tragenden seitlichen Ansätzen (111) verse­ hen ist, und einem Oberflansch (105), der Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) am Wickel­ automaten aufweist, wobei der Spulenkörper (101) zur Verwendung mit einem zweiteiligen, den Spulenkörper (101) in seiner Hochebene mantelförmig umschließenden, durch eine elastische Klammeranordnung (109) zusammen­ gehaltenen Kern (102) vorgesehen ist, der so geformt ist, daß die seitlichen Ansätze (111) des Unterflansches (104) und die Mittel des Oberflansches (105) zur Auf­ nahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) außerhalb des Kerns (102) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflansch (105) massiv ohne Ausnehmungen (10) ausge­ bildet ist und daß die Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) am Wickelautomaten durch an der Oberseite des Oberflansches (105) angeordnete Stege (110) gebildet sind, die einen nach radial außen offenen Aufnahmeraum begrenzen.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stege (110) vorgesehen sind, die schräg zuein­ ander stehen und einen V-förmigen Aufnahmeraum begren­ zen.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er aus einem ungesättigten Polyester her­ gestellt ist, der durch Zugabemittel modifiziert ist.

4. Elektrische Spule mit einem Spulenkörper (101), beste­ hend aus einem zylindrischen Wickelkörper (103), einem Unterflansch (104), der mit Drahtführungsschlitze (112) bildenden und Lötstifte (113) tragenden seitlichen An­ sätzen (111) versehen ist, und einem Oberflansch (105), der Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) am Wickelautomaten aufweist, einem den Spulenkör­ per (101) in seiner Hochebene mantelförmig umschließen­ den zweiteiligen, in einer Horizontalebene (108) geteil­ ten Kern (102), der den Oberflansch (105) des Spulenkör­ pers (101) nur teilweise abdeckt, einer den Kern (102) zusammenhaltenden elastischen Klammeranordnung (109) und einem elastischen Toleranzausgleichselement zur Festle­ gung des Spulenkörpers (101) in den durch den Kern (102) gebildeten Aufnahmeraum (114), dadurch gekennzeichnet, daß die Klammeranordnung (109) die Oberseite der Spule übergreift, sich federnd auf der Oberseite des Kerns (102) abstützt und auf der Oberseite des Kerns (102) mit seitlichen Ansätzen (116, 117) versehen ist, die seit­ lich vom Kern (102) nach unten abgewinkelte Schenkel (118, 119) aufweisen, die mit Vorspannung auf den Ober­ flansch (105) des Spulenkörpers (101) drücken.

5. Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberflansch (105) Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) am Wickelautomaten vorgesehen sind.

6. Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflansch (105) massiv ohne Ausnehmungen (10) ausge­ bildet ist und daß die Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) am Wickelautomaten durch an der Oberseite des Oberflansches (105) angeordnete Stege (110) gebildet sind, die einen nach radial außen offenen Aufnahmeraum begrenzen.

7. Spule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der seitlichen Ansätze (116, 117) auf die Stege (110) auf der Oberseite des Oberflansches (105) drückt.