Verfahren zur Umhüllung eines Ringkerns als Kantenschutz

Abstract

 Zur Umhüllung eines im wesentlichen ringförmigen Magnetkerns (1) als Kantenschutz für aufzubringende Wicklungen wird der Magnetkern (1) von einem Schrumpfschlauch (2) umgeben, dessen Enden (3) nach dem Erwärmen auf Schrumpftemperatur durch geeignete Werkzeuge (5, 6) in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns eingedrückt werden, so daß sich eine zum Kantenschutz ausreichende Umhüllung mit geringer Volumenvergrößerung auch bei kleinen Magnetkernen ergibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umhüllung eines im wesentlichen zylinderförmigen Magnetkerns mit Innenöffnung zur Erzielung eines wirksamen Kantenschutzes, insbesondere für Ringbandkerne mit scharfen Kanten.

[0002] Magnetkerne für elektrische Bauelemente werden in vielen Fällen als Ringbandkerne ausgeführt und haben oft einen im wesentlichen zylindrischen Umfang sowie eine Innenöffnung in Achsrichtung. Derartige Magnetkerne werden zur Herstellung von Induktivitäten dann mit einer oder mehreren Wicklungen umgeben. Diese Wicklungen bestehen aus isolierten elektrischen Leitern und werden torusförmig um den Magnetkern gewickelt. Hierbei muß die Wicklung gegen Beschädigungen beim Umwickeln durch die Kanten des Magnetkerns geschützt werden. Bei Ringkernen aus empfindlichen bzw. spröden Materialien, z. B. amorphen Metallen, ist der Kantenschutz auch für die inneren und äußeren Bandlagen vor den auftretenden Kräften beim Bewickeln notwendig. Für Magnetkerne aus gepreßten Ferriten ist dieser Schutz relativ einfach durch Pulverbeschichten im Wirbelsinterbad möglich, da hier die Kanten der Ferrite abgerundet sein können und so auch eine dünne Beschichtung einen ausreichenden Kantenschutz gewährleistet.

[0003] Wird jedoch der Magnetkern aus gewickelten Bändern oder gestanzten Blechen hergestellt, so sind oftmals scharfe Kanten unvermeidlich, was einen besseren Schutz für die später aufzubringende Wicklung erfordert. Hierzu ist es üblich, Kunststofftröge anzuwenden, in die die Magnetkerne eingesetzt werden. Ein Nachteil derartiger Kunststofftröge besteht jedoch darin, daß die Wandungen der Kunststofftröge eine gewisse Mindestdicke aus Festigkeitsgründen aufweisen müssen und daß durch geeignete Dimensionierung sichergestellt werden kann, daß alle dafür vorgesehenen Magnetkerne in die Kunststofftröge passen. Die dabei notwendigerweise zu wählenden Toleranzen bedingen eine besonders bei kleinen Magnetkernen relativ große Erhöhung des Volumens durch den für die Ringbandkerne vorzusehenden Schutz.

[0004] Bei dieser Sachlage lassen sich folgende Forderungen für eine gute Umhüllung von Magnetkernen aufstellen: Die Umhüllung soll möglichst dünnwandig sein und soll insbesondere an den Kanten die vorhandenen Bandlagen des Kernes sowie die aufzubringenden evtl. lackisolierten Windungsdrähte schützen. Außerdem soll die Umhüllung möglichst preiswert herstellbar sein und die Anforderungen an Temperaturstabilität, Brennbarkeit usw. erfüllen.

[0005] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daS über den Außenumfang des Magnetkerns ein Schrumpfschlauch gezogen wird, dessen Länge die Länge des Magnetkerns in Achsrichtung an beiden Seiten überragt, und daß die äußeren Enden des Schrumpfschlauches oder die Enden eines vom Schrumpfschlauch zu umschrumpfenden Teils ein Stück in die Innenöffnung des Magnetkerns gedrückt und darin gehalten werden.

[0006] Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0007] Hierdurch gelingt es, eine dünnwandige und ausreichend sichere Umhüllung zu schaffen, die sich auch bei unterschiedlichen Toleranzen verschiedener Ringbandkerne an die Abmessungen jedes einzelnen Ringbandkerns anpaßt.

[0008] Ausführungsbeispiele für verschiedene Magnetkerne mit unterschiedlichem Verhältnis von Außendurchmesser und Durchmesser der Innenöffnung sind im einzelnen in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c

eine besonders einfache Herstellung für Magnetkerne mit relativ großer Innenöffnung;

Fig. 2a und 2b

eine Möglichkeit, die Innenkanten des Magnetkerns durch die Enden des Schrumpfschlauches auch bei relativ kleiner Innenöffnung zu schützen und

Fig. 3a bis 3d

eine Anordnung, bei der zusätzlich zum Schrumpfschlauch weitere Teile zur Bildung der erfindungsgemäßen Umhüllung angewendet werden.

[0009] In Fig. 1a ist als Magnetkern 1 ein gewickelter Ringbandkern dargestellt, der von einem Schrumpfschlauch 2 umgeben ist. Dieser Schrumpfschlauch 2 ragt mit seinen Enden 3 beidseitig in Achsrichtung über den Magnetkern 1 hinaus. Der Magnetkern 1 besitzt einen zylinderförmigen Außendurchmesser und eine relativ große Innenöffnung 4. Zur Umhüllung des Magnetkerns 1 wird dann Magnetkern 1 und Schrumpfschlauch 2 beispielsweise durch Heißluft erhitzt. Dies bewirkt, daß sich der Schrumpfschlauch 2 an den Außenumfang des Magnetkerns 1 anpreßt und daß die überstehenden Enden 3 des Schrumpfschlauches 2 nach innen gezogen werden, wie dies in Fig. 1b dargestellt ist. In diesem Beispiel wird angenommen, daß das Schrumpfverhältnis des Schrumpfschlauches dazu führt, daß die verbleibende Öffnung des Schrumpfschlauches im Bereich der Enden 3 kleiner ist als der Durchmesser der Innenöffnung 4. Infolgedessen ist es möglich - wie Fig. 1c zeigt -, durch z. B. kegelförmige Werkzeuge 5 die Enden 3 des Schrumpfschlauches in die Innenöffnung 4 zu pressen. In diesem Zustand wird dann die Anordnung abgekühlt, so daß die in Fig. 1c dargestellte Form des Schrumpfschlauches 2 erhalten bleibt. Damit erhält man eine relativ dünnwandige Umhüllung, die auch bei scharfkantigen Magnetkernen 1 eine sichere Abdeckung der Außen- und Innenkanten des Magnetkernes 1 gewährleistet.

[0010] Verwendet man einen Magnetkern 1 mit relativ kleiner Innenöffnung 4, so ergibt sich nach dem Erhitzen von Kern und Schrumpfschlauch, daß die Enden 3 des Schrumpfschlauches nach dem Schrumpfen einen gleichgroßen oder größeren Durchmesser aufweisen, als der Durchmesser der Innenöffnung 4. Dies ist in Fig. 2a dargestellt. In diesem Fall lassen sich die Enden 3 durch einfache, kegelförmige Werkzeuge 5, wie in Fig. 1c, nicht mehr in die Innenöffnung 4 drücken. Anstelle der Werkzeuge 5 werden jetzt z. B. hakenförmige Mitnehmer 6 verwendet, die zunächst die Enden 3 des Schrumpfschlauches zur Mittelachse der Innenöffnung 4 drücken, sich dann in Achsrichtung verschieben und die Enden 3 des Schrumpfschlauches in die Innenöffnung 4 einführen. Statt der hakenförmigen Mitnehmer 6 ist das Einführen der Enden 3 des Schrumpfschlauches auch mit einer Druckluftdüse und temperatur- und druckgesteuerter Heizluft möglich. Hierbei hält die Heizluft gleichzeitig das Schrumpfschlauchmaterial in einem verformbaren flexiblen Zustand und bewegt die Schrumpfschlauchenden 3 über Richtung und Druck der Luft in die gewünschte Lage. Nach der Abkühlung ergibt sich wieder eine Umhüllung, wie sie in Fig. 1c dargestellt ist.

[0011] Will man Kerne mit noch ungünstigerem Verhältnis von Außen- und Innendurchmesser mit dem erfindungsgemäßen Verfahren umhüllen, so kann man vorteilhafter Weise entsprechend Fig. 3a bis 3d vorgehen. Hier werden vor dem Schrumpfvorgang auf die Stirnseiten des Magnetkerns 1 Lochscheiben 7 aufgesetzt und beispielsweise durch Haftkleber befestigt. Diese Lochscheiben haben einen kleineren Lochdurchmesser als der Durchmesser der Innenöffnung 4 des Magnetkerns 1. Für die weitere Verarbeitung sind zwei Möglichkeiten gegeben. Bei der ersten Variante bestehen die Lochscheiben 7 vorzugsweise aus einem Kunststoff, der bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches 2 verformbar ist. Wenn jetzt diese Schrumpftemperatur erreicht ist, schrumpfen die überstehenden Enden des Schrumpfschlauches 2 wieder nach innen und klemmen die Lochscheiben 7 an den Stirnseiten des Magnetkerns fest. Wiederum können kegelförmige Werkzeuge 5 - wie in Fig. 3c gezeigt - dazu benutzt werden, die inneren Teile der Lochscheiben 7 in die Innenöffnung 4 des Magnetkerns 1 zu drücken. Wählt man für die Lochscheiben einen Werkstoff, der bei der Schrumpftemperatur des Schrumpfschlauches erweicht ist, so ergibt sich zusätzlich der Effekt, daß sich Schrumpfschlauch 2 und Lochscheiben 7 miteinander verbinden, so daß sich wiederum eine allseits - bis auf die Innenwandungen der Innenöffnung 4 - feste Umhüllung für den Magnetkern 1 ergibt.

[0012] Bei der zweiten Variante bestehen die Lochscheiben 7 aus einem Werkstoff, der sich durch hohe Einreiß- und Kerbfestigkeit auszeichnet. Die Verformbarkeit bei der Schrumpftemperatur ist nicht notwendig. Beim Schrumpfvorgang schrumpfen die Enden des Schrumpfschlauches 2 wieder nach innen und klemmen die Lochscheiben 7 an den Stirnseiten des Magnetkerns fest. Wie in Fig. 3b gezeigt, sind die inneren Teile der Lochscheiben 7 unverändert. Der Kantenschutz für die Innenöffnung 4 des Magnetkerns 1 ergibt sich erst durch die Bewicklung des Teils mit einem vorzugsweise isolierten Leiter 8. Hierbei werden bei entsprechender Auslegung der geometrischen Verhältnisse zwischen Lochscheiben-Innendurchmesser und Innendurchmesser des Magnetkerns 1 die inneren Teile der Lochscheiben 7 durch den Leiter 8 nach innen gedrückt und bilden wie bei Variante 1 einen sicheren Kantenschutz im kompletten Innenloch, wie in Fig. 3d dargestellt.

[0013] Wenn man eine vollständige Abdeckung des Magnetkerns erreichen will, so läßt sich dies ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewerkstelligen. Hierzu ist der in Fig. 3a bis 3c dargestellte Magnetkern vor dem Aufbringen des Schrumpfschlauches an der zur Innenöffnung 4 zugewandten Seite mit einer Isolierschicht 9 versehen worden, die dann von der Lochscheibe 7 bzw. dem Schrumpfschlauch 3 bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verfahren umgeben wird.

Ansprüche

1. Verfahren zur Umhüllung eines im wesentlichen zylinderförmigen Magnetkerns (1) mit Innenöffnung zur Erzielung eines wirksamen Kantenschutzes, insbesondere für Ringbandkerne mit scharfen Kanten, dadurch gekennzeichnet, daß über den Außenumfang des Magnetkerns (1) ein Schrumpfschlauch (2) gezogen wird, dessen Länge die Länge des Magnetkerns (1) in Achsrichtung an beiden Seiten überragt, und daß die äußeren Enden (3) des Schrumpfschlauches (2) oder die Enden eines vom Schrumpfschlauch zu umschrumpfenden Teils ein Stück in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) gedrückt und darin gehalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (3) des Schrumpfschlauches (2) oder die Enden eines vom Schrumpfschlauch zu umschrumpfenden Teils nach dem Schrumpfvorgang in erwärmten Zustand durch kegelförmige Werkzeuge in Achsrichtung von beiden Enden in das Innere der Innenöffnung (4) gedrückt und dann abgekühlt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eindrücken der Enden des Schrumpfschlauches (2) oder eines vom Schrumpfschlauch zu umschrumpfenden Teils in die Innenöffnung (4) hakenförmige Werkzeuge (6) verwendet werden, die die Schrumpfschlauch-Enden zunächst in Richtung der Mittelachse des Magnetkerns und dann in Achsrichtung in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) drücken.

4. Verfahren nach Anspruch 1 vorzugsweise für Magnetkerne mit zum Außenumfang relativ kleiner Innenöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stirnseiten des Magnetkerns Lochscheiben (7) aufgeklebt werden, deren Lochdurchmesser kleiner als der Durchmesser der Innenöffnung des Magnetkerns sind und daß diese Lochscheiben von dem Schrumpfschlauch bei Erwärmung umschrumpft und deren Enden ein Stück in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) gedrückt und darin gehalten werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen kegelförmige Werkzeuge (5) die Ränder der Löcher in den Lochscheiben (7) in erwärmtem Zustand in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) drücken, so daß sie nach Abkühlung in dieser Form fixiert sind.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Löcher in den Lochscheiben (7) während der Bewicklung des Kerns mit elektrisch leitenden Windungen in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) gedrückt und durch die elektrischen Windungen (8) darin gehalten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) an der zur Innenöffnung (4) gerichteten Oberfläche mit einer Isolierschicht bedeckt ist, so daß nach dem Umschrumpfen des Magnetkerns dieser allseitig von Isolierstoff umgeben ist.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 86(2) EPÜ.

Verfahren zur Umhüllung eines im wesentlichen zylinderförmigen Magnetkerns (1) mit Innenöffnung zur Erzielung eines wirksamen Kantenschutzes, insbesondere für Ringbandkerne mit scharfen Kanten unter Verwendung eines über den Außenumfang des Magnetkerns (1) gezogenen Schrumpfschlauches (2), dessen Länge die Länge des Magnetkerns (1) in Achsrichtung an beiden Seiten überragt, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stirnseiten des Magnetkerns Lochscheiben (7) aufgeklebt werden, deren Lochdurchmesser kleiner als der Durchmesser der Innenöffnung des Magnetkerns sind und daß diese Lochscheiben von dem Schrumpfschlauch bei Erwärmung umschrumpft und deren Enden ein Stück in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) gedrückt und darin gehalten werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen kegelförmige Werkzeuge (5) die Ränder der Löcher in den Lochscheiben (7) in erwärmtem Zustand in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) drücken, so daß sie nach Abkühlung in dieser Form fixiert sind.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Löcher in den Lochscheiben (7) während der Bewicklung des Kerns mit elektrisch leitenden Windungen in die Innenöffnung (4) des Magnetkerns (1) gedrückt und durch die elektrischen Windungen (8) darin gehalten werden.

Zeichnung