WO2000033326A1 - Spulensystem - Google Patents
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F5/00—Coils
- H01F5/02—Coils wound on non-magnetic supports, e.g. formers
Definitions
- the present invention relates to a coil system and a method for its production.
- a variety of wound coils are known in which an insulated wire is wound around a core.
- This core can be designed as a magnetic yoke.
- Such coils are used in particular in relays.
- the magnetic yoke can be U-shaped, the wire being wound around the two legs of the yoke acting as a core.
- the disadvantage here is that the legs have to be wrapped individually and thus two coils are formed, the winding wires of which then have to be electrically connected to one another in order to form a coil system. This process is particularly complicated with small coils, such as those used in relays, and therefore has an unfavorable effect on the manufacturing costs.
- the object of the invention is to provide a coil system of the type described in the introduction and a method for producing the same, wherein there is no wire interruption between the two coils and inexpensive automated production is made possible.
- this object is achieved by a first and a second bobbin, each consisting of a hollow central part for winding a wire and two continuous flanges arranged on the end faces of the central parts, the two bobbins being connectable to one another by a connecting means such that the Directions of the coil body axes to each other are changeable.
- the method according to the invention for producing a coil system is characterized in that the coil body axes are brought into an at least approximately aligned position in such a way that the coil bodies can rotate together about an axis, an insulated winding wire by means of guide means which are arranged at least approximately perpendicular to the axis Wrapped around the bobbin without the wire being interrupted when changing from the first to the second bobbin and after the winding process has ended, the bobbin axes are brought into an at least approximately parallel position to one another.
- FIG. 4 shows a second side view during the winding process
- FIG. 5 shows a view from above during the winding process
- FIG. 6 is a perspective view during the winding process.
- FIGS. 1 to 6 show the structure of the coil system 1.
- the coil bodies 2 and 3 are formed from the hollow central parts 21 and 31 for receiving the winding 51 and the flanges 22, 27 and 32, 37 and are, for example, as injection-molded plastic parts executed.
- the central parts 21, 31 have a continuous opening with a rectangular cross section, for example.
- the shape of the cross section can also be circular or oval, corresponding to the shape of the legs of a magnetic yoke, not shown.
- a connection terminal 23, 24 is attached to the coil body 2, for receiving the electrical coil connection, consisting of the contacts 25, 26.
- an attachment terminal 33, 34 which is electrically insulated from the coil, is attached to the coil body 3, with the insulated contacts 35, 36.
- the brackets 23, 24, 33, 34 can be injection molded onto the coil former 2, 3.
- the two coil formers are connected to one another via a rotatable joint 40.
- the joint can be designed as molded projections 41, 42 or 43, 44, which are rotatably mounted on two axes 45 or 46.
- An insulated copper wire 50 is wound around the contact 25 and soldered or welded to it.
- the winding continues around the central part 21 of the bobbin 2, without a sub-book further around the central part 31 of the bobbin 3 and back to the connection terminal on the contact 26, where the end of the wire in turn is soldered or is welded.
- FIGS. 3 to 6 A torque during the winding process is shown in FIGS. 3 to 6. It is essential to the invention that for the winding process the coil system 1 is rotated about the axes 45, 46 of the joint 40 in such a way that the axes a1 and a2 of the coil bodies 2 and 3 are aligned.
- the coil system 1 can thus be positioned on a schematically indicated shaft w.
- the shaft w is set in rotation by a motor, not shown.
- the insulated wire 50 is moved back and forth in a known manner by a linearly movable guide means 60 and is thus wound on the central part 21 of the bobbin 2 (process A).
- the guide means moves to the bobbin 3 (process B) and repeats the process just described there (process C).
- the guide means then returns to the starting position (process D). Finally, in the appropriate position, the guide means 60 performs a rotational movement about its axis in order to wind the end of the wire 50 around the contact 26. In the same way, the beginning of the wire is wound around the contact 25 at the beginning of the winding process.
- a second winding can also be attached if the insulated contacts 35, 36 of the fastening terminal 33, 34 are designed to be electrically conductive and have a similar shape to the contacts 25, 26.
- the coil system is opened again, so that the coil bodies are again next to each other , as shown in Fig. 1 or Fig. 2, are arranged. In this form, the coil system can be installed in a relay, for example.
- the advantages of the subject matter of the invention consist in the fact that the insulated wire is wound around both bobbins 2, 3 without interruption and thus no more expensive electrical connection of two wire ends between the bobbins is necessary after the winding process has ended.
- the changeability of the position of the two bobbins to one another via a joint 40 permits a winding process in a simple and space-saving manner. This results in an automated and very inexpensive winding process.
Abstract
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Spulensystem (1) und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorgeschlagen. Das Spulensystem besteht aus zwei Spulenkörpern (2, 3) zum Aufwickeln eines Drahtes (50), wobei die beiden Spulenkörper über ein Verbindungsmittel (40) miteinander verbunden sind, derart, dass die Richtungen der Spulenkörperachsen (a1, a2) zueinander veränderbar sind. Das beschriebene Spulensystem lässt sich in besonders einfacher, platzsparender und kostengünstiger Weise herstellen.
Description
S P U L E N S Y S T E M
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spulensystem sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es ist eine Vielzahl von gewickelten Spulen bekannt, bei denen ein isolierter Draht um einen Kern gewickelt ist. Dieser Kern kann als magnetisches Joch ausgebildet sein. Derartige Spulen werden insbesondere auch in Relais eingesetzt. Dabei kann das magnetische Joch U-förmig gestaltet sein, wobei der Draht um die beiden als Kern wirkenden Schenkel des Joches gewickelt ist. Nachteilig ist hier, dass die Schenkel einzeln umwickelt werden müssen und somit zwei Spulen entstehen, deren Wickeldrähte anschliessend miteinander elektrisch verbunden werden müssen, um ein Spulensystem zu bilden. Dieser Vorgang ist insbesondere bei kleinen Spulen, wie sie in Relais zur Anwendung kommen, kompliziert und wirkt sich daher bezüglich der Herstellkosten ungünstig aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spulensystem der einleitend beschriebenen Art und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorzusehen, wobei kein Drahtunterbruch zwischen den zwei Spulen entsteht und eine kostengünstige automatisierte Fertigung ermöglicht wird.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch einen ersten und einen zweiten Spulenkörper, jeweils bestehend aus einem hohlen Zentralteil zum Aufwickeln eines Drahtes und jeweils zwei an den Stirnseiten der Zentralteile angeordneten durchgängigen Flanschen, wobei die beiden Spulenkörper über ein Verbindungsmittel miteinander verbindbar sind, derart, dass die Richtungen der Spulenkorperachsen zueinander veränderbar sind.
Vorteilhafte und weiterbildende Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Spulensystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkorperachsen in mindestens angenähert fluchtende Lage gebracht werden, derart, dass die Spulenkörper gemeinsam um eine Achse rotieren können, ein isolierter Wickeldraht mittels Führungsmitteln, die mindestens angenähert senkrecht zur Achse angeordnet sind, die Spulenkörper umwickelt, ohne dass beim Wechsel vom ersten auf den zweiten Spulenkörper der Draht unterbrochen wird, und dass nach Beendigung des Wickelvorganges die Spulenkorperachsen in eine zueinander mindestens angenähert parallele Lage gebracht werden.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
- Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der einzelnen Teile des Spulensystems,
- Fig. 2 eine Draufsicht,
- Fig. 3 eine Seitenansicht während des Wickelvorganges,
- Fig. 4 eine zweite Seitenansicht während des Wickelvorganges, - Fig. 5 eine Ansicht von oben während des Wickelvorganges,
- Fig. 6 eine perspektivische Ansicht während des Wickelvorganges.
Die vielfältigen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands - wie in Fig. 1 bis Fig. 6 angedeutet - können mit anderen bisher bekannten Verfahren nicht in der gleich einfachen Weise realisiert werden.
Fig. 1. und Fig. 2 zeigen den Aufbau des Spulensystems 1. Die Spulenkörper 2 und 3 werden aus den hohlen Zentralteilen 21 und 31 zur Aufnahme der Wicklung 51 und den Flanschen 22, 27, sowie 32, 37 gebildet und sind beispielsweise als Kunststoffspritzteile ausgeführt. Die Zentralteile 21 , 31 haben eine durchgehende Öffnung mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt. Die Form des Querschnittes kann aber auch kreisrund oder oval gestaltet sein, entsprechend der Form der Schenkel eines nicht dargestellten magnetischen Joches. Am Spulenkörper 2 ist ein Anschlussterminal 23, 24 angebracht, zur Aufnahme des elektrischen Spulenanschlusses, bestehend aus den Kontakten 25, 26. Analog ist am Spulenkörper 3 ein gegenüber der Spule elektrisch isoliertes Befestigungsterminal 33, 34 angebracht, mit den isolierten Kontakten 35, 36. Die Halterungen 23, 24, 33, 34 können an die Spulenkörper 2, 3 angespritzt sein. Die beiden Spulenkörper sind über ein drehbares Gelenk 40 miteinander verbunden. Das Gelenk kann als angespritzte Ansätze 41 , 42, bezie- hungsweise 43, 44, die über zwei Achsen 45, beziehungsweise 46 drehbar gelagert sind, ausgeführt sein. Ein isolierter Kupferdraht 50 ist um den Kontakt 25 gewickelt und mit diesem verlötet oder verschweisst. Wie im später erklärten Verfahren dargelegt wird, setzt sich die Wicklung fort um den Zentralteil 21 des Spulenkörpers 2, ohne Unterbuch weiter um den Zentralteil 31 des Spu- lenkörpers 3 und zurück zum Anschlussterminal auf den Kontakt 26, wo das Ende des Drahtes wiederum verlötet oder verschweisst wird.
In den Fig. 3 bis Fig. 6 wird ein Moment während des Wickelvorganges dargestellt. Erfindungswesentlich dabei ist, dass für den Wickelvorgang das Spulen- System 1 um die Achse 45, 46 des Gelenkes 40 derart gedreht wird, dass die Achsen a1 und a2 der Spulenkörper 2 und 3 fluchten. Damit kann das Spulensystem 1 auf einer schematisch angedeuteten Welle w positioniert werden. Die Welle w wird durch einen nicht dargestellten Motor in Rotation versetzt. Der isolierte Draht 50 wird durch ein linear bewegbares Führungmittel 60 in be- kannter Art und Weise hin und her bewegt und so auf dem Zentralteil 21 des Spulenkörpers 2 aufgewickelt (Vorgang A). Ist die Wicklung abgeschlossen,
bewegt sich das Führungsmittel zum Spulenkörper 3 (Vorgang B) und wiederholt den soeben beschriebenen Vorgang dort (Vorgang C). Anschliessend geht das Führungsmittel zurück in die Ausgangsposition (Vorgang D). Zum Schluss führt das Führungsmittel 60 in entsprechender Stellung eine Rotationsbewe- gung um seine Achse durch, um das Ende des Drahtes 50 um den Kontakt 26 zu wickeln. In gleicher Weise wird zu Beginn des Wickelvorganges der Anfang des Drahtes um den Kontakt 25 gewickelt. Analogerweise kann auch eine zweite Wicklung angebracht werden, wenn die isolierten Kontakte 35, 36 des Befestigungsterminals 33, 34 elektrisch leitend ausgeführt und ähnlich geformt sind wie die Kontakte 25, 26. Nach Beendigung des Wickelvorganges wird das Spulensystem wieder aufgeklappt, sodass die Spulenkörper wieder nebeneinander, wie in Fig. 1 oder Fig. 2 dargestellt, angeordnet sind. In dieser Form kann das Spulensystem beispielsweise in ein Relais eingebaut werden.
Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen darin, dass der isolierte Draht ohne Unterbruch um beide Spulenkörper 2, 3 gewickelt ist und damit kein aufwendiges elektrisches Verbinden zweier Drahtenden zwischen den Spulen nach beendetem Wickelvorgang mehr notwendig ist. Die Veränderbarkeit der Lage der beiden Spulenkörper zueinander über ein Gelenk 40 gestattet einen Wickelvorgang in einfacher und platzsparender Weise. Damit ergibt sich ein automatisiertes und sehr kostengünstiges Wickelverfahren.
Claims
1. Spulensystem, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Spulenkörper (2, 3), jeweils bestehend aus einem hohlen Zentralteil (21 , 31 ) zum Aufwickeln eines Drahtes (50) und jeweils zwei an den Stirnseiten der Zentralteile angeordneten durchgängigen Flanschen (22, 27, 32, 37), wobei die beiden Spulenkörper (2, 3) über ein Verbindungsmittel (40) miteinander verbindbar sind, derart, dass die Richtungen der Spulenkorperachsen (a1 , a2) zueinander veränderbar sind.
2. Spulensystem nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Zentralteil (21 , 31 ) und ein Spulenkörper (2, 3) ein gemeinsames Teil bilden und dass dieses mindestens teilweise durchgängig ist.
3. Spulensystem nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper über ein drehbares Gelenk (40) miteinander verbunden sind, derart, dass die Richtungen der Spulenachsen von parallel über einen beliebigen Winkel bis zu fluchtend verstellbar sind.
4. Spulensystem nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (40) aus Ansätzen (41 , 42, 43, 44) an jeweils einem Flansch (27, 37) der Spulenkörper (2, 3) und mindestens einer Achse (45, 46) gebildet ist.
5. Spulensystem nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Flansch (22) des ersten Spulenkörpers (2) Halterungen (23, 24) zur Fixierung der Kontakte (25, 26) angebracht sind und an einem Flansch (32) des zweiten Spulenkörpers (3), Halterungen (33, 34) zur Fixierung gegenüber der Spule elektrisch isolierter Anschlüsse (35, 36) angebracht sind.
6. Spulensystem nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Durchgänge durch die Spulenkörper (2, 3) mindestens angenähert rechteckig, oval oder kreisförmig ausgebildet ist.
7. Spulensystem nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper (2, 3) als Kunststoffspritzteile, insbesondere aus LCP, ausgeführt sind.
8. Verfahren zur Herstellung eines Spulensystems nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkorperachsen (a1 , a2) in mindestens angenähert fluchtende Lage gebracht werden, derart, dass die Spulenkörper (2, 3) gemeinsam um eine Achse (w) rotieren können, ein isolierter Wickeldraht (50) mittels Führungsmitteln (60), die mindestens angenähert senkrecht zur Achse (w) angeordnet sind, die Spulenkörper (2, 3) umwickelt, ohne dass beim Wechsel vom ersten auf den zweiten Spulenkörper der Draht (50) unterbrochen wird, und dass nach Beendigung des Wickelvorganges die Spulenkorperachsen (a1 , a2) in eine zueinander mindestens angenähert parallele Lage gebracht werden.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Wickelvorganges ein erster Kontakt (25) umwickelt wird, an- schliessend die Spulenkörper (2, 3) und zum Schluss ein zweiter Kontakt (26) umwickelt werden.
10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Anfang und Ende des Wickeldrahtes (50) an den Kontakten (25, 26) verlötet oder verschweisst werden.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CH240098 | 1998-12-03 | ||
| CH2400/98 | 1998-12-03 |
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| Country | Link |
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1999
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