PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4203199C3 26.10.2000
Titel Bauelement
Anmelder Loewe Opta GmbH, 96317 Kronach, DE
Erfinder Kraus, Heinz, Dipl.-Ing., 8643 Küps, DE
Vertreter Maryniok, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 96317 Kronach
DE-Anmeldedatum 05.02.1992
DE-Aktenzeichen 4203199
Offenlegungstag 12.08.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.06.1996
Date of publication of amended patent 26.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2000
IPC-Hauptklasse H01F 27/32
IPC-Nebenklasse H01F 27/26   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Bauelement mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 2 angegebenen Merkmalen.

Ein elektromagnetisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem DE-GM 14 62 826 für die Anwendung als Hochfrequenzspule bekannt. Der Massekern, der als Abgleichkörper vorgesehen ist, ist mit Gewinde oder gewindeartigen Vorsprüngen versehen und wird in den Spulenkörper eingeschraubt. Der Spulenkörper besteht aus Polymerisaten oder ähnlichen Kunststoffen mit wesentlich geringerem Reibungskoeffizienten als Weichgummi. Der Spulenkörper besitzt weiterhin nach innen vorspringende axiale Leisten, und zwar in einer Anordnung, daß der in den Spulenkörper eingeschraubte Gewindekern aus Massekernmaterial einen etwas größeren Außendurchmesser besitzt als der Kreis, auf welchem die Spitzen der Vorsprünge liegen. Hierdurch soll eine gewindeartige Führung erzielt werden.

Das Durchstoßen des Kerns bei der Demontage ist nicht möglich, vielmehr muß der Kern wieder herausgeschraubt werden.

Aus der DE-AS 10 87 192 ist weiterhin ein Spulenkörper mit Schraubkern für Hochfrequenzspulen bekannt, der ebenfalls Längsstege aufweist, in die ein ein Gewinde tragender Kern einschraubbar ist. Auch bei dieser Lösung ist ein Ausstoßen des eingesetzten Schraubgewindekerns nicht vorgesehen und auch nicht möglich. Der Kern kann nur durch Herausschrauben wieder entfernt werden.

Ein elektromagnetisches Bauelement gemäß der Gattung nach Patentanspruch 2 ist aus der DE-AS 11 42 208 bekannt. Der darin beschriebene hohle Spulenkörper dient zur Aufnahme eines bei Hoch- bzw. Mittelfrequenzspulen verwendeten Schraubkernes, insbesondere Massekernes, mit im Innern des Spulenkörpers radial bzw. nahezu radial nach innen vorspringenden federnden ZUngen, die auf die gegenüberliegenden Gewindeflanken des Kernes paarweise einwirken. Abwechselnd mit den federnden Zungen sind Kernführungsorgane vorgesehen, die etwaige Axialverschiebungen bzw. das axiale Spiel des Kernes besonders zuverlässig und gleichmäßig vermeiden, wodurch die gewünschte Spulengüte einstellbar ist. Der Kern ist eingeschraubt. Der Einsatz eines Kernes mit glatter Mantelfläche ist nicht vorgesehen. Der Kern kann auch nur wieder herausgeschraubt werden. Eine schnelle Zerlegung in Spulenkörper und Kern ist nicht möglich.

Elektromagnetische Bauelemente der angegebenen Art sind beispielsweise magnetische Regler, Übertrager, Drosseln und Transformatoren, die für verschiedene Anwendungszwecke entsprechend dimensioniert und ausgebildet sind. Sie finden z. B. in der Unterhaltungselektronik und in der Computertechnik verbreiteten Einsatz. Gemeinsam weisen derartige Bauelemente einen Spulenkörper auf, der als Einkammern- und Mehrkammern-Spulenkörper ausgeführt sein kann, auf den die Spulenanordnungen entsprechend der Funktion, die das Bauelement haben soll, und mit der entsprechenden Dimensionierung aufgewickelt sind. Die magnetischen Eigenschaften des Bauelementes werden zum einen durch die Spulenanordnung und zum anderen durch den Spulenkern und das verwendete Material des Spulenkerns bestimmt. In der Unterhaltungselektronik, insbesondere im Fernsehbereich, werden fast ausschließlich nur noch Kerne aus ferromagnetischem Material eingesetzt, während die Eisenkerne in größeren Transformatoren aus Blechen geschichtet aufgebaut werden. Neben den Transformatoren gibt es auch elektromagnetische Bauelemente, wie Konvergenzspulen, Filterspulen und dergleichen, bei denen lediglich ein Stabkern in eine Aufnahmeöffnung des Spulenkörpers, also ein Sackloch, eingeführt ist. Diese Bauform soll durch die Erfindung ebenfalls mit erfaßt sein. Bei den bekannten Konstruktionen ist die Aufnahmeöffnung oder die Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Spulenkörpers der Querschnittskontur des einzusetzendes Teils des Kerns oder des Stabkerns angepaßt. Die Querschnittsform kann dabei rund, viereckig oder polygon ausgebildet sein. Durch Verwendung von ferromagnetischen Pulverwerkstoffen, die im Sinterverfahren zu einem Kern verarbeitet werden, sind unterschiedliche Querschnittsformen möglich. Die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung für den Kern ist so groß gewählt, daß der Spulenköper unter Gleitsitz aufgesteckt werden kann. Zur Lagesicherung werden die Spulenkörper mit den Kernen verklebt oder die Kerne als EI-Kerne ausgebildet und an den aneinanderliegenden Flächen zusammengeklebt, so daß ein Transformator- oder Übertragerverbund entsteht, der in sich nicht mehr lösbar ist. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn zusätzlich der Transformator getrennt wird und praktisch alle aneinandergrenzenden Flächen miteinander verklebt sind.

Es hat sich gezeigt, daß die bisherigen Konstruktionen ungeeignet sind, damit der Kern für andere Bauelemente wiederverwertbar ist, wenn ein Gerät nach Erreichen der Lebensdauer, beispielsweise ein Fernsehgerät nach Erreichen einer Lebensdauer von 10 Jahren, entsorgt werden soll. Darüber hinaus ermöglicht die gegenwärtige Technik keine Zerlegung der elektromagnetischen Bauelemente in Spulenkörpern mit aufgewickelter Spule und Kern, was eine Voraussetzung für ein wirtschaftliches Recyclingverfahren dieser Teile ist.

Aus den Katalogen der Firma Weisser Spulenkörper GmbH & Co. KG, 73448 Neresheim, Ausgabe 1977, Seite 25, und Ausgabe 1988, Seiten 32 und 95, sind Spulenkörper mit einer an einer einzigen Innenseite des Spulenkörpers längs verlaufenden Klemmrippe bzw. Führungsrippe bzw. als doppelseitige Führungsnasen ausgebildeten Rippe bekannt. Diese dient dazu, das Einsetzen der einzelnen Bleche eines Steckkerns zu erleichtern und vor dem Vergießen oder dem Verpressen oder Verschrauben des Blechkerns diesen in dem Spulenkörper zu sichern. Die Steckkerne sind durch die einzelne Rippe nicht in dem Spulenkern gesichert gehalten und müssen zusätzlich fixiert werden. Diese als Führungsrippen vorgesehenen sind nicht geeignet, z. B. einen Ferritkern als Ganzes gesichert festzuhalten, ebenso auch nicht einen Steckkern aus einzelnen Blechen während des Betriebes.

Ausgehend von dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Bauelement eingangs genannter Art so weiterzubilden, daß eine einfache Montage und eine spätere einfache Demontage des Bauelementes möglich sind, damit das Bauelement in seine Fraktionen: Spulenkörper mit Spule und Kern zerlegt werden kann, damit entweder der Kern selbst nochmals zu verwenden ist oder aber die Materialien der Weiterverwendung selektiert zuzuführen sind. Weiterhin sollen eine Montage ohne Kleber möglich und eine sichere Verklemmung des Spulenkerns im Spulenkörper sowie eine Rückzugssperrwirkung sichergestellt sein.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in dem Anspruch 1 angegebene technische Lehre.

Die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung des aus Kunststoff gefertigten Spulenkörpers weist an den Innenwänden einteilig ausgeformte, hervorstehende und federelastisch ausgebildete Klemmelemente auf. Die Öffnungsweite der Klemmelemente ist so gewählt, daß die Klemmelemente den eingeschobenen Kern wiederausrückbar oder herausziehbar einklemmen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird also kein Gleitsitz sondern stets ein fester Sitz, ja sogar ein Preßsitz, erzielt, zu welchem Zweck der Spulenkern in die entsprechend ausgebildete Durchgangsöffnung oder Aufnahmeöffnung hineingedrückt wird. Aufgleitflächen in Form von Schrägflächen an den Klemmelementen oder in umgekehrter Weise an der Stirnkante des Spulenkerns ermöglichen dabei ein leichteres Aufgleiten des Kerns.

Wird der Spulenkörper aus zwei Schalen spiegelbildlich ausgebildet zusammengesetzt, die beispielsweise durch Snap-in-Technik miteinander verbindbar oder auch verschweißt sind, so können in die Schalen mittels eines einfach ausgebildeten Werkzeuges die Klemmelemente, die beliebig Konturen besitzen können, auf einfache Weise eingebracht werden. Erst wenn der Spulenkörper zusammengesetzt und bewickelt ist und somit eine geschlossene feste Einheit bildet, wird sodann der Kern in der angegebenen Art und Weise eingesetzt und durch die Klemm- bzw. Federelemente festgehalten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Spulenkörper in perspektivischer vereinfachter Darstellung mit einer rechteckförmigen Durchgangsöffnung zum Einsetzen eines nur im Teilabschnitt dargestellten Kerns,

Fig. 2 in schematischer Darstellung und im Teilschnitt einen Spulenkörper mit Querrippen als Klemmelemente zum Festklemmen des Spulenkerns,

Fig. 3 einen Spulenkörper im Teilschnitt mit noppenförmigen Klemmelementen, und

Fig. 4 im Teilschnitt einen Spulenkörper mit Längsrippen als Klemmelemente zum Festklemmen zweier Kerne mit definiertem Luftspalt.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist ein bekannter Spulenkörper 1 gemäß DE 23 50 657 A1 dargestellt, der aus einem turmförmigen Mittenteil 2 besteht, dem sich ein oberer Flansch 3 und ein unterer Flansch 4 anschließen. Beide Flansche 3 und 4 begrenzen den Wickelraum auf dem turmförmigen Körper 2. Der untere Flansch 4 weist darüber hinaus eingesetzte Kontaktstifte 5 auf, die an der Unterseite hervorstehen und an deren oberen Enden die nicht dargestellten Spulen der Spulenanordnung anschließbar sind, die auf den Mittenturm 2 des Spulenkörpers 1 aufgewickelt sind. Der Spulenkörper weist darüber hinaus eine Durchgangsöffnung 6 auf, in der als Klemmelemente Längsrippen 7 über die gesamte Länge des turmförmigen Mittenkörpers 2 verlaufen. Die Höhe der Längsrippen 7 ist so gewählt, daß bei Einsetzen des Kerns 8 die Rippen seitlich ausgelenkt werden. Da der Spulenkörper aus Kunststoff besteht und durch entsprechende Additive eine hohe Eigenelastizität der Rippen 7 gegeben ist, pressen sich diese förmlich an die Seitenwände des Kerns 8 an und halten den Kern 8 unter Preßsitz in dem Spulenkörper fest. Es ist ersichtlich, daß diese Konstruktion eine einfache Montage einerseits, aber auch eine einfache Demontage ermöglicht. Zum Einsetzen wird der Spulenkern 8 beispielsweise mit einer Eindrückvorrichtung eingesetzt und bei der Demontage mittels einer Ausdrückvorrichtung entgegengesetzt wieder herausgeschoben.

In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, bei der keine Längsrippen 7 sondern querverlaufende Rippen 9 zum Einklemmen des Spulenkerns 8 vorgesehen sind. Es handelt sich dabei um sägezahnförmig ausgebildete Querrippen 9, die einzeln verteilt oder umlaufend an den Innenwänden des turmartigen Mittenkörpers 2 des Spulenkörpers 1 vorgesehen sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß eine Rückzugssperre gegeben ist. Beim Rückziehen müßten die Spitzen der Querrippen erst umgeschlagen werden. Es ist damit eine erhöhte sichere Befestigung des Kerns 8 gegeben. Auf der anderen Seite läßt sich auch bei dieser Ausführung der Kern 8 durch ein Ausdrückwerkzeug, das von unten angesetzt wird, wieder herausdrücken, so daß der Kern z. B. wiederverwendet werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind Klemmelemente in Form von bekannten Noppen 10 vorgesehen, die an der Innenseite der Durchgangsöffnung 6 verteilt angeordnet sind. Die Noppen 10 stehen so weit in den Innenraum hervor, daß beim Einsetzen des Kerns 8 ein Preßsitz gegeben ist. Diese Ausführung ist aus der DE 23 50 657 ebenfalls bekannt.

In Fig. 4 ist eine Ausbildung gemäß Fig. 1 dargestellt. In der Durchgangsöffnung 6 sind Längsrippen 7 als Klemmelemente für zwei Spulenkerne 8, 11 von oben und von unten her eingesetzt und stoßen aneinander. Eine zwischengefügte Folie 12 bildet dabei einen definierten Luftspalt, der in vielen Fällen gewünscht ist. Es ist somit ein sicherer Verbund zwischen Spulenkörper 1 und Kernen 8 und 11 andererseits gegeben. Die äußeren Verbindungen der beiden Spulenkerne sind hier nicht dargestellt. Hier können bekannte Schraubverbinder beispielsweise eingesetzt werden oder Klemmbügel, die beide Teile miteinander federelastisch verbinden. Zum Zwecke der Demontage müssen die beiden Kerne 8 und 11 herausgezogen werden, zu welchem Zwecke der Spulenkörper 1 in eine entsprechende Vorrichtung einzuspannen ist.

Zur leichteren Demontage empfiehlt es sich, die unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre hergestellten elektromagnetischen Bauelemente nachträglich nicht mehr zu tränken.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektromagnetisches Bauelement, bestehend aus einem Spulenkörper aus Kunststoff mit einer Durchgangsöffnung oder einer Aufnahmeöffnung, in die ein magnetischer Kern eingesetzt ist, wobei die Durchgangs- oder Aufnahmeöffnung einen dem Kern entsprechenden und in der Größe angepaßten Querschnitt aufweist, und mit einer oder mehreren Kammern zur Aufnahme von Spulenanordnungen, wobei die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung an den Innenwänden einteilig ausgeformte hervorstehende, federelastisch als Querrippen zur Längsachse der Durchgangsöffnung ausgebildete Klemmelemente aufweist, die den Kern im eingeschobenen Zustand festklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsweite der Querrippen (9) derart groß gewählt ist, daß sie den eingeschobenen Kern (8, 11) wieder herausdrückbar oder herausziehbar einklemmen, und daß die Querrippen (9) eine solche Sägezahnform aufweisen, daß sie beim Einführen des Kerns (8) in Einschubrichtung auslenken und eine Rückzugssperre bilden.
  2. 2. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern und/oder die Durchgangsöffnung oder die Aufnahmeöffnung für den Kern konisch sind und in Einsetzrichtung sich verjüngende Seitenwände aufweisen.
  3. 3. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper an der der Aufnahmeöffnung gegenüberliegenden, geschlossenen Seite einen Durchbruch zur Einführung eines Ausstoßelementes aufweist.
  4. 4. Elektromagnetisches Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung in Verbindung mit einem Kern der E-, I-, EC-, X-, H-, R-, M-, P- oder U-Bauform oder Stabkernen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com