DE9218610U1 - Coil body made of thermosetting unsaturated polyester - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper, insbesondere für RM-Kerne, mit folgenden Merkmalen:The invention relates to a coil former, in particular for RM cores, with the following features:
a) Ein Hohlzylinder (1) bildet zusammen mit einem oberen Flansch (2) und einem unteren Flansch (3) einen Spulenwickelraum (4).a) A hollow cylinder (1) together with an upper flange (2) and a lower flange (3) forms a coil winding space (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).b) Attached to the lower flange (3) are webs (5, 6) which point essentially radially outwards and have a greater thickness than the lower flange (3).
c) Die Stege (5, 6) halten aus ihrer Unterseite herausragende Anschlußstifte (7).c) The webs (5, 6) hold connecting pins (7) protruding from their underside.
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.d) Between each two webs (5, 6) there is a wire guide slot (8) that is open radially outwards on one side and ends with its closed end (9) in the area of the lower flange (3) close to the outside of the hollow cylinder (1).
Derartige Spulenkörper sind durch die DE 30 04 747 Al und speziell für RM-Kerne durch DIN 41981 bekannt. Die Drahtführungsschlitze der bekannten Spulenkörper können dabei streng radial oder auch gegenüber der radialen Richtung etwas schrägSuch coil bodies are known from DE 30 04 747 Al and especially for RM cores from DIN 41981. The wire guide slots of the known coil bodies can be strictly radial or slightly inclined to the radial direction.
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• a• a
gerichtet sein. Die Spulenkörper werden aus einem duroplastischen Phenolicharz hergestellt.The coil bodies are made of a thermosetting phenolic resin.
Seit einiger Zeit werden die Kupferdrähte der Spulenwicklungen zur Erhöhung der Isolierung mit Polyimid-Lacken versehen.For some time now, the copper wires of the coil windings have been coated with polyimide varnish to increase insulation.
Hierdurch ist eine Erhöhung der Löttemperatür 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 Belastung 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 entfernen. Diese Möglichkeit ist jedoch aufwendig und stört die übrigen Arbeitsabläufe erheblich.This means that the soldering temperature has to be increased to over 500° C with a soldering time of around 3 seconds. Compared to the previous soldering temperatures of 350 to 420° C and a soldering time of around one second, the thermal load on the coil body has become considerably higher. This leads to a high failure rate of the coil bodies. Previous attempts to remedy this have been unsuccessful. The only option is to remove the polyimide insulation on the winding wire by stripping it - i.e. mechanically. However, this option is complex and significantly disrupts the other work processes.
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.The object underlying the invention is that when the winding wires are insulated with polyimide lacquers, thermal deformation of the coil body can be avoided despite a sufficient soldering temperature and duration.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Spulenkörper der eingangs erwähnten Art durch die Kombination der nachstehenden weiteren Merkmale gekennzeichnet:Based on this problem, according to the invention a coil body of the type mentioned at the outset is characterized by the combination of the following additional features:
e) Am geschlossenen Ende (9) sind die Drahtführungsschlitzee) At the closed end (9) the wire guide slots are
(8) über ein kleines Stück durch einen Füllsteg (10) verschlossen, dessen Oberseite abgestuft unter der Oberseite des unteren Flansches (3) liegt.(8) is closed over a small section by a filling web (10), the upper side of which is stepped below the upper side of the lower flange (3).
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.f) On their underside, the webs (5, 6) are connected by a bridge (13) which crosses the wire guide slot (8), which extends over the underside of the filling web (10) and is connected to it.
• ··
g) Der Spulenkörper ist aus einem duroplastischen ungesättigten Polyester hergestellt, der die Verarbeitbarkeit begünstigende Zusätze enthält.g) The coil body is made of a thermosetting unsaturated polyester which contains additives that promote processability.
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 ungesättigter Polyester bekannt. Die darin erwähnten technischen 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.The coil body according to the invention therefore no longer consists of a phenolic resin, but of an unsaturated polyester. The properties of unsaturated polyesters are known from Saechtling "Kunststoff Taschenbuch" 22nd edition, Munich/Vienna 1983, pages 368 to 379. The technical uses of unsaturated polyesters mentioned therein consist of the production of layers and coatings of various kinds that can be hot-pressed. Unsaturated polyesters can also be modified so that they can be foamed. Injection molding of unsaturated polyesters, as is necessary for the production of coil bodies, is not disclosed.
Ungesättigte Polyester sind aber für hinsichtlich der Entformung so diffiziler Teile wie RM-Spulenkörper im Spritzgußverfahren verwendbar, wenn ihnen übliche, die Verarbeitbarkeit begünstigende Zusätze beigegeben worden sind, wie beispielsweise sog. Conditioner oder Trennmittel.However, unsaturated polyesters can be used for parts that are difficult to demold, such as RM coil bodies, in the injection molding process if the usual additives that promote processability have been added to them, such as so-called conditioners or release agents.
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 verringert ist. Die Flanschbruchfestigkeit im Bereich der Stege ist nur etwa halb so groß wie die bei der Verwendung von Phenolicharzen.A coil former made from such an unsaturated polyester has a temperature resistance that allows soldering to be carried out, as is necessary for wires coated with polyimide lacquers, without affecting the dimensional stability of the coil former. However, a coil former made from an unsaturated polyester has the disadvantage that its strength is significantly reduced. The flange breaking strength in the area of the webs is only about half as high as when using phenolic resins.
Es konnte daran gedacht werden, die Dicke der Flansche zu erhöhen, um die benötigte Flanschbruchfestigkeit zu erreichen. Hierdurch würde jedoch entweder die Höhe des SpulenkörpersIt could be considered to increase the thickness of the flanges in order to achieve the required flange breaking strength. However, this would either increase the height of the coil body
unzulässig vergrößert (vgl. DIN 41981) oder der Spulenwickelraum verkleinert/ was für die Anwender nicht akzeptabel ist.excessively enlarged (cf. DIN 41981) or the coil winding space is reduced/ which is not acceptable for the users.
Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß die Flanschbruchfestigkeit in dem erforderlichen Maße bereits durch die oben angegebenen, erfindungsgemäß vorgesehenen Merkmale e) und f) erhöht wird.Surprisingly, it has been found that the flange breaking strength is already increased to the required extent by the above-mentioned features e) and f) provided according to the invention.
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 Phenolicharze keine mechanischen Festigkeitsprobleme auftraten. Überraschenderweise führt jedoch die an sich bekannte Maßnahme des Vorsehens einer die Stege verbindenden Brücke an der Unterseite der Stege bereits zu einer solchen Erhöhung der mechanischen 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.The implementation of features e) and f) on coil bodies, including RM coil bodies, was already known through obvious prior use. The formation of a bridge on the underside of the webs and a stepped introduction into the wire guide slot was implemented in the known coil bodies for reasons of resistance to voltage flashovers, but not for reasons of mechanical strength, because no mechanical strength problems occurred when using the previous phenolic resins. Surprisingly, however, the known measure of providing a bridge connecting the webs on the underside of the webs already leads to such an increase in the mechanical strength of a coil body made of an unsaturated polyester that it can be used for the same applications as the previous phenolic resin coil bodies without any further mechanical measures.
Somit ist durch die vorliegende Erfindung ein Spulenkörper angegeben, der mechanisch zu den Phenolicharz-Spulenkörpern praktisch gleichwertig ist, jedoch eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweist, so daß die für mit Polyimid-Lacken beschichteten Drähte erforderliche Verlötung ohne Maßhaltigkeitsprobleme für den Spulenkörper durchgeführt werden kann.Thus, the present invention provides a coil former that is mechanically practically equivalent to the phenolic resin coil formers, but has a higher temperature resistance, so that the soldering required for wires coated with polyimide lacquers can be carried out without dimensional stability problems for the coil former.
In einer für die Stabilität günstigen Ausführungsform weist der Fül&steg an seiner Oberfläche eine nach radial außen abfallende Oberfläche auf.In an embodiment that is favorable for stability, the filling web has a surface that slopes radially outwards.
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 Stabilitat eine gute Entformbarkeit des Spulenkörpers gewährleistet, der - im Gegensatz zu den bisherigen Spulenkörpern - keinen Nachschwund 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.The bridge is provided with a slanted edge on its radially inner long side, which merges into the web with a transition radius. In one example, the slant of the edge is approx. 7°. This ensures good demoldability of the coil body with high stability, which - in contrast to previous coil bodies - does not exhibit any shrinkage, but only shrinks in the mold itself. Without the formation of the slant, an undercut could form during shrinkage in the mold, which would lead to demolding problems.
Die vorgesehene Brücke ist besonders vorteilhaft für Spulenkörper für RM-Kerne der Größen j> 4 und _< 8 wobei die Größenangabe gemäß der vorstehend genannten DIN 41981 erfolgt. Für derartige Spulenkörper sind bisher Brücken an der Unterseite nicht vorgesehen gewesen.The bridge provided is particularly advantageous for coil bodies for RM cores of sizes j> 4 and _< 8, with the size specification being in accordance with the above-mentioned DIN 41981. Bridges on the underside have not previously been provided for such coil bodies.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. Show:
Figur 1 - einen durch zwei DrahtführungsschlitzeFigure 1 - one through two wire guide slots
hindurchlaufenden Vertikalschnitt durch einen Spulenkörpervertical section through a coil body
Figur 2 - einen Horizontalschnitt durch den Spulenkörper gemäß Figur 1 entlang der Linie II-IIFigure 2 - a horizontal section through the coil body according to Figure 1 along the line II-II
Figur 3 - eine Ansicht des Spulenkörpers gemäß Figur 1Figure 3 - a view of the coil body according to Figure 1
von untenfrom underneath
Figur 1 zeigt einen Spulenkörper für RM-Kerne, der einen Hohlzylinder 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.Figure 1 shows a coil former for RM cores, which has a hollow cylinder 1/ which is delimited on its upper side by an upper flange 2 and on its lower side by a lower flange 3, whereby an annular winding space 4 is formed.
An den unteren Flansch 3 sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei radial etwa nach außen weisende Stege 5, angesetzt, die nach unten aus den Stegen 5, 6 herausragende Anschlußstifte 7 halten. Zu diesem Zweck sind die Anschlußstifte 7 üblicherweise in die Stege 5, 6 bei der Herstellung des Spulenkörpers eingespritzt.Two radially outward-pointing webs 5 are attached to the lower flange 3 on two opposite sides, holding connecting pins 7 protruding downwards from the webs 5, 6. For this purpose, the connecting pins 7 are usually injected into the webs 5, 6 during the manufacture of the coil body.
Die sich beim Schnitt entlang der Linie II-II ergebende Draufsieht auf den Flansch 3 und die Stege 5, 6 gemäß Figur 2 verdeutlicht, 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 Flanschfes 3 nahe der Außenseite des Hohlzylinders 1 endet. Erkennbar ist ferner, daß das Ende 9 des Drahtführungsschlitzes 8 über ein kleines Stück durch einen Füllsteg 10 geschlossen ist. Dieser Füllsteg 10 weist - wie Figur 1The top view of the flange 3 and the webs 5, 6 according to Figure 2, which is obtained when cut along the line II-II, shows that a wire guide slot 8 is formed between the webs 5, 6, which is open radially outwards and ends with its closed end 9 in the area of the lower flange 3 near the outside of the hollow cylinder 1. It can also be seen that the end 9 of the wire guide slot 8 is closed over a small section by a filler web 10. This filler web 10 has - as shown in Figure 1
erkennen läßt - eine schräg nach radial außen abfallende Oberseite auf.can be seen - an upper side that slopes radially outwards.
Die Formengebung der Stege 5, 6 entspricht den Zweckmäßigkeiten für eine automatische Bewicklung des Spulenkörpers und ist an sich bekannt, so daß auf eine weitere Erläuterung hier verzichtet werden kann. Figur 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.The shape of the webs 5, 6 corresponds to the practicalities for automatic winding of the coil body and is known per se, so that further explanation can be dispensed with here. Figure 2 also shows that the wire guide slots 8 are not aligned strictly radially, but are slightly inclined relative to the radial direction. This alignment of the wire guide slots 8 is also known - for example from DIN 41981.
Die in Figur 3 dargestellte Ansicht des Spulenkörpers von unten verdeutlicht die Lage der Schnittlinie I-I, entlang derer der Vertikalschnitt gemäß Figur 1 vorgenommen worden ist.The view of the coil body from below shown in Figure 3 illustrates the position of the section line I-I, along which the vertical section according to Figure 1 was made.
Figur 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 Anschlußstiften 7 aufweisen. Die Stege 5, 6 sind an der Unterseite mit einer den Drahtführungsschlitz 8 guerenden Brücke 13 verbunden. Die Breite dieser Brücke 13 ist gering und entspricht nur einem Bruchteil der Breite des unteren Flansches 3.Figure 3 also shows that the webs 5, 6 are thicker than the flange 3 and have beveled chambers 11, 12 known per se for guiding the wire ends to the connecting pins 7. The webs 5, 6 are connected on the underside to a bridge 13 that crosses the wire guide slot 8. The width of this bridge 13 is small and corresponds to only a fraction of the width of the lower flange 3.
Wie Figur 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.As can be seen from Figure 1, the radially inner longitudinal edge 14 of the bridge 13 is provided with a slope of approximately 7°, which merges into the material of the flange 3 with a transition radius 15.
Der dargestellte Spulenkörper besteht aus einem duroplastischen ungesättigten Polyester, der durch Zugabe von Trennmi'tteln und Conditionern so modifiziert worden ist, daß er prozeßsicher in Spritzgußtechnik verarbeitbar ist.The coil body shown consists of a thermosetting unsaturated polyester which has been modified by the addition of release agents and conditioners so that it can be reliably processed using injection molding technology.
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