DE4418246C2 - 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 Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers am Wickelautomaten aufweist, wobei der Spulenkörper zur Verwendung mit einem zwei­ teiligen, den Spulenkörper in seiner Hochebene mantelförmig um­ schließenden, durch eine elastische Klammeranordnung zusammenge­ haltenen Kern vorgesehen ist, der so geformt ist, daß die seitli­ chen Ansätze des Unterflansches und die Mittel des Oberflansches zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers außerhalb des Kerns liegen. Die Erfindung betrifft ferner eine mit dem Spulenkörper aufgebaute elektrische Spule.

Bekannte Spulenkörper der obenerwähnten Art werden aus Phenolic- Harz oder seit einiger Zeit auch aus modifizierten, ungesättigten Polyesterharzen gefertigt (vgl. DE 42 20 287 A1). Der Ersatz des früher üblichen Phenolic-Harzes durch ein modifiziertes UP-Harz führt zu einem temperaturbeständigeren Spulenkörper, der auch höhere Lötetemperaturen maßhaltig übersteht. Nachteilig an dem UP- Spulenkörper ist seine verringerte Stabilität, die im Bereich des Unterflansches durch eine besondere konstruktive Ausgestaltung gemäß DE 42 20 287 A1 kompensiert werden kann.

Die bekannten Spulenkörper sind insbesondere in der Ausführungs­ form "RM-Spulenkörper" bekannt, deren Abmessungen in der Norm DIN 41 981 festgelegt sind. Die beispielsweise durch die EP 0 208 996 A1 bekannten Spulenkörper weisen im Oberflansch eine V- oder U-förmige, also nach radial außen offene Ausnehmung auf, in die ein entsprechend geformtes Gegenstück am 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 verbes­ sern. Einer an sich naheliegenden stärkeren Ausbildung des Ober­ flansches stehen die genormten Abmessungen des Spulenkörpers ei­ nerseits und die unerwünschte Verkleinerung des Wickelraumes ande­ rerseits entgegen.

Die bekannten Spulenkörper werden zusammen mit Mantelkernen ver­ wendet, die zweiteilig ausgebildet sind und mittig zu dem Spulen­ körper, parallel zu den Flanschen, eine Stoßebene aufweisen. Der Kern umgibt den Spulenkörper mantelförmig in der Hochebene, um­ greift also Ober- und Unterseite des Spulenkörpers sowie über sei­ ne Breite zwei gegenüberliegende Teile der Mantelflächen. Der Kern ist dabei so ausgebildet, daß die seitlichen Ansätze des Unter­ flansches sowie seitlich außen bezüglich der Hochebene wegen der Abschnitte des Oberflansches nicht von dem Kern abgedeckt werden. Da der Kern den Spulenkörper in der Hochebene mantelförmig umgibt, bildet er einen starren Aufnahmeraum für den Spulenkörper. Da Fer­ tigungstoleranzen die relative Größe von Spulenkörper zu Aufnahme­ raum 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 Spulenkörper fest und klapper­ frei in dem Aufnahmeraum des Kerns gehalten.

Durch DE-GM 17 84 805 ist ein Spulenkörper bekannt, der nicht in einer modernen Wickelmaschine gesteuert bewickelt wird, sondern zur Aufreihung einer Vielzahl von Spulenkörpern auf einem gemein­ samen Dorn vorgesehen ist, wobei die Spulenkörper für den Wickel­ vorgang gedreht werden. Hierzu werden die Spulenkörper durch Spannverschlüsse gegeneinander gepreßt, damit sie beim Drehen des Dornes durch Reibung mitgenommen werden. Da hierbei ein Schlupf einer oder mehrerer Spulenkörper nicht ausgeschlossen ist, sind die Spulenkörper am Ober- und Unterflansch jeweils nach außen weisend mit zylindrischen Vorsprüngen versehen, die zur Begrenzung der relativen Drehbewegung zwischen den Spulenkörpern dienen.

Die der Erfindung zugrundeliege Aufgabe besteht darin, eine erhöhte Stabilität des Spulenkörpers der eingangs erwähnten Art im Bereich des Oberflansches zu ermöglichen, und zwar mit Maß­ nahmen, die die Einhaltung der Norm DIN 41 981 ermöglichen.

Zur Lösung dieses Problems ist ein Spulenkörper der eingangs er­ wähnten 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 angeordnete Stege gebildet sind, die einen Aufnahme­ raum begrenzen, in den ein zur Fixierung der Lage des Spulenkör­ pers dienender Mitnehmer der Wickelmaschine seitlich einfahrbar ist.

Erfindungsgemäß wird damit von der seit Jahrzehnten bekannten Bauform für vollautomatisch zu bewickelnde RM-Spulenkörper ab­ gewichen, ohne auf die Vorteile dieser Bauform in Bezug auf die Handhabung durch den Wickelautomaten zu verzichten. Dies wird da­ durch 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 (5)

1. Spulenkörper für die automatische Spulenbewicklung, ins­ besondere RM-Spulenkörper, bestehend aus einem zylindrischen Wickelkörper (103), einem Unterflansch (104), der mit Draht­ führungsschlitze (112) bildenden und Lötstifte (113) tragen­ den seitlichen Ansätzen (111) versehen ist, und einem Ober­ flansch (105), der Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spu­ lenkörpers (101) am Wickelautomaten aufweist, wobei der Spu­ lenkörper (101) zur Verwendung mit einem zweiteiligen, den Spulenkörper (101) in seiner Hochebene mantelförmig um­ schließenden, durch eine elastische Klammeranordnung (109) zusammengehaltenen Kern (102) vorgesehen ist, der so geformt ist, daß die seitlichen Ansätze (111) des Unterflansches (104) und die Mittel des Oberflansches (105) zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers (101) außerhalb des Kerns (102) liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflansch (105) massiv ohne Ausnehmungen (10) ausgebildet 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 Auf­ nahmeraum begrenzen, in den ein zur Fixierung der Lage des Spulenkörpers (101) dienender Mitnehmer der Wickelmaschine seitlich einfahrbar ist.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stege (110) vorgesehen sind, die schräg zueinander ste­ hen und einen V-förmigen Aufnahmeraum begrenzen.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem ungesättigten Polyester hergestellt ist, der durch Zugabemittel modifiziert ist.

4. Mit einem Spulenkörper nach Anspruch 1 aufgebaute elektrische Spule, 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 seitlich vom Kern (102) nach unten abgewinkelte Schenkel (118, 119) aufweisen, die mit Vorspannung auf den Oberflansch (105) des Spulenkörpers (101) drücken.

5. Spule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der seitlichen Ansätze (116, 117) auf die Stege (110) auf der Oberseite des Oberflansches (105) drückt.