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Title:
COIL FORMER AND ELECTRIC COIL WOUND THEREON
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/032511
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coil former for automatic coil winding, especially RM coil formers, consisting of a cylindrical winding body (103), a lower flange (104) having side projections (111) forming wire guide slots (112) and bearing solder pins (113), and an upper flange (105) having means for accomodating the coil former (101) and driving it on the automatic winding machine, in which the coil former (101) is designed for use with a two-part core (102) held together by an elastic clamping device (109) and surrounding the coil body (101) like a jacket in its upper plane and shaped in such a way that the side projections (111) of the lower flange (104) and the means on the upper flange (105) to take and guide the former body (101) lie outside the core (102). In order to improve the stability of this coil former in the region of the upper flange (105), the upper flange (105) is solid with no apertures (10) and the means for accomodating and driving the coil former (101) on the automatic winding machine are formed by webs (110) on the top of the upper flange (105) bounding a radially outwardly open accomodating chamber. Although the upper flange (105) no longer has any apertures, the webs (110) maintain the handling advantages on the automatic winding machine. The upper flange (105) may be made thicker without enlarging the surrounding core (102) in that the clamping device (109) not only holds together the core halves (106, 107) but also presses on the top of the upper flange (105) of the coil former (101) with side projections (116, 117).

Inventors:
LEHMANN EBERHARD (DE)
Application Number:
PCT/DE1995/000684
Publication Date:
November 30, 1995
Filing Date:
May 19, 1995
Export Citation:
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Assignee:
HOHENLOHER SPULENKOERPER (DE)
LEHMANN EBERHARD (DE)
International Classes:
H01F5/02; H01F17/04; H01F27/02; H01F41/06; H01F41/098; (IPC1-7): H01F5/02; H01F41/06; H01F17/04
Domestic Patent References:
WO1994000857A11994-01-06
Foreign References:
DE2944583A11980-05-22
DE8704105U11987-05-14
DE8716783U11988-02-11
EP0208996A11987-01-21
Other References:
RALF SCHIFFEL: "RM coil formers of blue alkyd", SIEMENS COMPONENTS, vol. 28, no. 3, BERLIN DE, pages 29 - 31
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Claims:
Patentansprüche
1. Spulenkörper für die automatische Spulenbewicklung, ins¬ besondere RMSpulenkörper, 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 nähme 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 Vförmigen 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.
Description:
Spulenkörper und damit aufgebaute elektrische Spule

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper für die automa¬ tische Spulenbewickelung, insbesondere RM-Spulenkörper, be¬ stehend aus einem zylindrischen Wickelkörper, einem Unter¬ flansch, der mit Drahtführungsschlitze bildenden und Löt- stifte tragenden seitlichen Ansätzen versehen ist, und einem Oberflansch, der Mittel zur Aufnahme und Mitnahme des Spu¬ lenkörpers am Wickelautomaten aufweist, wobei der Spulenkör¬ per zur Verwendung mit einem zweiteiligen, den Spulenkörper in seiner Hochebene mantelförmig umschließenden, durch eine elastische Klammeranordnung zusammengehaltenen Kern vorgese¬ hen ist, der so geformt ist, daß die seitlichen Ansätze des Unterflansches und die Mittel des Oberflansches zur Aufnahme und Mitnahme des Spulenkörpers außerhalb des Kerns liegen.

Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Spule mit einem Spulenkörper der erwähnten Art, einen den Spulenkörper in seiner Hochebene mantelförmig umschließenden, zweiteili¬ gen, in einer Horizontalebene geteilten Kern, der den Ober¬ flansch des Spulenkörpers nur teilweise abdeckt, einer den Kern zusammenhaltenden elastischen Klammeranordnung und einem elastischen Toleranzausgleichselement zur Festlegung des Spulenkörpers in dem durch den Kern gebildeten Aufnahme¬ raum.

Bekannte Spulenkörper der obenerwähnten Art werden aus Phe- nolicharz oder seit einiger Zeit auch aus modifizierten, ungesättigten Polyesterharzen gefertigt (vgl. DE 42 20 287 AI). Der Ersatz des früher üblichen Phenolicharzes durch ein modifiziertes UP-Harz führt zu einem temperaturbeständigeren Spulenkörper, der auch höhere Lötetemperaturen maßhaltig übersteht. Nachteilig an dem UP-Spulenkörper ist seine ver¬ ringerte Stabilität, die im Bereich des Unterflansches durch

eine besondere konstruktive Ausgestaltung gemäß DE 42 20 287 AI kompensiert 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 Spulenkör¬ per weisen im Oberflansch regelmäßig eine V- oder U-förmige, also nach radial außen offene Ausnehmung auf, in die ein entsprechend geformtes Gegenstück des Wickelautomaten ein- greifen kann, um den Spulenkörper im Wickelautomaten mitzu¬ nehmen 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 Oberflan¬ sches, zu verbessern. Einer an sich naheliegenden stärkeren Ausbildung des Oberflansches stehen die genormten Abmessun¬ gen des Spulenkörpers einerseits und die unerwünschte Ver¬ kleinerung 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 Ober- flansches nicht von dem Kern abgedeckt werden. Da der Kern den Spulenkörper in der Hochebene mantelförmig umgibt, bil¬ det er einen starren Aufnahmeraum für den Spulenkörper. Da Fertigungstoleranzen die relative Größe von Spulenkörper zu Aufnahmeraum des Kerns beeinflussen, wird der Aufnahmeraum des Kerns mit einem geringen Übermaß gefertigt und eine elastische Toleranzausgleichεscheibe auf den Oberflansch des Spulenkörpers gelegt, bevor der Kern mittels einer

elastischen Klammeranordnung, bestehend aus zwei seitlichen Klammern, geschlossen wird. Durch das elastische Toleranz¬ ausgleichselement wird der Spulenkörper 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 angeordnete Stege gebildet sind, die einen nach radial außen offenen Aufnahmeraum begrenzen.

Erfindungsgemäß wird daher von der seit Jahrzehnten bekann- ten Bauform für vollautomatisch zu bewickelnde RM-Spulenkör- per abgewichen, ohne auf die Vorteile dieser Bauform in Be¬ zug auf die Handhabung durch den Wickelautomaten zu verzich¬ ten. Dies wird dadurch erreicht, daß als Mittel für die Auf¬ nahme 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 Oberflansches herabzusetzen, wie dies eine Ausnehmung tut. Die Erfindung beruht auf der Erkennt- nis, daß eine derartige partielle Vergrößerung der Bauhöhe möglich ist, weil die nach oben an dem Oberflansch angeform¬ ten 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 Grün- den vorteilhaften UP-Spulenkörper. Aber auch für die bis¬ herigen, keine Stabilitätsprobleme aufwerfenden Phenolic- Spulenkörper bietet die Erfindung Vorteile, weil zunehmend dickere Wickeldrähte Verwendung finden," die beim Wickelvor¬ gang 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- rungsfor gegenübergestellt wird. Es zeigen:

Figur 1 - einen Schnitt durch die Hochebene einer Spule nach dem Stand der Technik

Figur 2 - eine Draufsicht auf die Spulenanordnung gemäß

Figur 1

Figur 3 - einen Schnitt in einer gegenüber der Figur 1 um 90° gedrehten Hochebene eines Ausführungs- beispiels einer erfindungsgemäßen Spule

Figur 4 - eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur

3.

Die in den Figuren 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 Außen¬ mantel des Wickelkörpers 3 wird eine (nicht dargestellte)

elektrische Wicklung gewickelt, und die Flansche 4, 5 be¬ grenzen den Wickelraum nach oben und unten. Der Spulenkörper 1 wird in der Hochebene mantelförmig durch den Kern 2 umge¬ ben, wobei der Kern 2 aus zwei Kernhälften 6, 7 besteht. Die Kernhälften 6, 7 stoßen in einer Horizontalebene 8 aufein¬ ander, die parallel zu den Flanschen 4, 5 liegt und auf hal¬ ber Höhe des Spulenkörpers 1 angeordnet ist.

Die Kernhälften 6, 7 werden durch zwei Klammern 9 zusammen- gehalten, die die Kernhälften 6, 7 von unten bzw. oben über¬ greifen und elastisch die Kernhälften 6, 7 gegeneinander drücken.

Figur 2 läßt erkennen, daß die Kernhälften 6, 7 auf der Oberseite und Unterseite des Spulenkörpers 1 mittig etwas eingeschnürt sind und die Flansche 4, 5 des kreiszylin¬ drischen Spulenkörpers 1 nur teilweise überdecken. In dem nicht überdeckten Bereich des Oberflansches 5 ist in diesem eine etwa V-förmige Ausnehmung 10 vorgesehen, die zur Auf- nähme und Mitnahme des Spulenkörpers 1 in einer Wickel¬ maschine 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 ausbilden und Lötstifte 13 tragen.

Bei dieser bekannten Spulenanordnung bildet der Kern 2 einen Aufnahmeraum 14 für den Spulenkörper 1. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ist auf die Oberseite des Oberflansches 5 des Spulenkörpers 1 eine elastische Ringscheibe 15 als To¬ leranzausgleichselement eingelegt, die - je nach verbleiben¬ den Abstand zwischen Spulenkörper 1 und Oberseite des Auf¬ nahmeraums 14 - mehr oder weniger zusammengedrückt wird, in jedem Fall jedoch für einen klapperfreien Sitz des Spulen¬ körpers 1 in dem Aufnahmeraum 14 des Kerns 2 sorgt.

Der in Figur 3 dargestellte Schnitt durch eine Hochebene eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers ist um 90° gegenüber der Schnittebene gemäß Figur 1 gedreht. Der Unterflansch 104 des erfindungsgemäßen Spulenkörpers 101 mit seinen Ansätzen 111 ist gegenüber dem Flansch 4 des Spulenkörpers 1 unver¬ ändert. Der Wickelkörper 103 weist bei gleicher Größe des Kerns eine etwas größere Höhe auf, da die elastische Ring¬ scheibe 15 als Toleranzausgleichseinrichtung entfallen ist. Der Oberflansch 105 ist gegenüber dem Flansch 5 ohne Ausneh- mung 10 ausgebildet, im dargestellten Ausführungsbeispiel also als Kreisringscheibe mit konstanter Dicke. Zur Bewah¬ rung der vorteilhaften Handhabung in einer Wickelmaschine ist der Oberflansch 105 an seiner Oberseite mit zwei Stegen 110 versehen, die schräg zueinander stehen und einen etwa V- förmigen Aufnahmeraum begrenzen, 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 Aus¬ führungsbeispiel einteilig ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Oberseite des Kerns 2 und mit zwei Schen¬ keln seitlich unter die Unterseite der unteren Kernhälfte 106, um so die beiden Kernhälften 106, 107 in der Stoßebene 108 gegeneinander zu drücken. Zusätzlich ist die Klammer 109 auf der Oberseite 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 abgewinkelten, federnden Enden 118, 119 auf die Oberseite des Oberflansches 105 des Spulenkörpers 101 drücken. Dabei ist der nach unten abgewinkelte Schenkel 118 um weniger als 90 ° abgewinkelt und liegt schräg auf den Stegen 110 auf. Hingegen ist der Schenkel 119 nahezu rechtwinkelig abgewin¬ kelt und erstreckt sich bis direkt auf die Oberseite des Oberflansches 105, da in seinem Bereich keine Stege 110 vor¬ handen 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 dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel nicht nur die Funktion hat, die bei- den Kernhälften 106, 107 zusammenzuhalten, sondern auch, den Spulenkörper 101 mit einer elastischen Vorspannung gegen die untere 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 Ausführungs¬ beispiel um den Toleranzbereich T höher ist als der Spulen¬ körper 101, da der geschnittene Teil der oberen Kernhälfte 107 in den Innenraum des hohlzylindrischen Spulenkörpers 101 ragt.

Durch die unterbrechungsfreie Ausbildung des Oberflansches 105 wird die mechanische Stabilität, aber auch die Span¬ nungsüberschlagsfestigkeit des Spulenkörpers 101 verbessert, wobei aufgrund der Stege 110 die vorteilhafte Handhabung in einer Spulenwickelmaschine erhalten bleibt. In dem erfin¬ dungsgemäßen Aufbau der Spule liegen die Stege 110 neben dem Kern 102 und führen daher an keiner Stelle zu einer Ver¬ größerung des Gesamtaufbaus.