COIL BOBBIN FOR ELECTRIC DEVICES

Abstract: 1. Coil bobbin for electromagnetically operated switching devices, consisting of at least one coil holder (1, 2; 24 to 27) made from plastics material and at least one coil winding (40, 41) located on the outside of the coil holder, in which case the coil holder comprises a hollow member open at both opposing end faces, of rectangular cross section and formed by rectangular side walls (3, 4; 5 to 8) and likewise rectangular flange edges (9 to 12) at the end faces of the hollow member projecting outwards at right angles to the side walls, which edges have dimensions such that they form the lateral boundary for the coil winding, characterised in that in a plane of division (13), which extends at right angles to the flange edges (9, 10, 11, 12) and through two opposing side walls (5, 6, 7, 8), the coil holder is divided into two symmetrical coil holder halves (1, 2), which are connected to each other in one piece by two flexible hinge strips (16, 17), which seen in the opened out position of the two coil holder halves (1, 2), are provided to extend exclusively between two opposing corners of the flange edges (9, 10; 11, 12) in the region of the plane of division (13) and that remaining design of the coil holder is arranged so that in the opened out position, the coil holder can be produced exclusively between two die-cast shaped parts.

Description: Spulenkörper für elektrische Geräte Die Erfindung bezieht sich auf einen Spulenkörper für elektrische Geräte, insbesondere elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte, bestehend aus mindestens einem Kern und mindestens einer auf dem Kern aufgebrachten Wicklung, wobei der Kern einen an den beiden einander gegeniber- liegenden Stirnenden offenen Hohlkörper für die Aufnahme der Wicklung und an den Stirnenden senkrecht nach aussen ragende Flanschränder aufweist Spulenkörper der vorgenannten Gattung kommen auf vielen Gebieten der Technik in grossem Umfang zum Einsatz. Als besonderes technisches Fachgebiet kommen elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte, wie z.B. Schütze, in Betracht. Das Herstellen der Spulenkörper ist bisher mit einem grossen Aufwand verbunden, was sich gerade wegen des hohen Stückzahlbedarfs in der Praxis sehr kostspielig auswirkt. Vor allem zum Herstellen des Kerns des SpulenkDrpers ist eine sehr komplizierte Spritzform erforderlich. Zunächst einmal müssen zwei bewegliche Formbacken vorgesehen werden, die die Aussenfläche des Hohlkörpers des Kerns und die einander zugekehrten Innenflächen der Flanschränder bestimmen. Ferner müssen zwei weitere Formteile vorhanden sein, die die Aussenflächen der Flanschränder formen und schliesslich muss ein Zapfen vorgesehen sein, der den Hohlraum des Hohlkörpers bestimmt. Diese kompliziert gestalteten Spritzgussformteile müssen nicht nur sehr genau zueinander passen, sondern auch zum Schliessen und Öffnen der Form sehr exakt zueinander bewegt werden. Trotz genaueste Fertigung und Führung dieser einzelnen leile der Spritzgussform, lässt es sich nicht vermeiden, dass an den hergestellten Kernen des Spulenkörpers Grate entstehen, weil der unter Druck eingespritzte Kunststoff, aus dem die Kerne bestehen, in die Fugen zwischen den Formteilen eindringen kann. Diese Gratbil- dung auf dem Umfang des Hohlkor?eLc des Kerns ist besonders schädlich, weil die auf den Hohlkörper des Kerns aufgebrachte Wicklung hierdurch beschädigt werden kann. Ein maschinelles Nacharbeiten, z.B. Abschleifen der Grate, ist umständlich und wegen der seitlichen Flanschränder, an welchen ebenfalls derartige Grate entstehen können, kaum durchführbar. Anderer- seits lassen sich die beidersetigen, nach aussen ragenden Flanschränder nicht vermeiden, da sie für die Begrenzung und zum seitlichen Schutz der auf den Hohlkörper aufgebrachten Wicklung erforderlich sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spulenkörper zu schaffen und derart auszugestalten, dass eine denkbar einfache Herstellung möglich ist. Ausgehend von dem zu Anfang erläuterten Spulenkörper wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kern in einer senkrecht zu den Flanschrändern verlaufenden Ebene geteilt ist, und dass die Kernteile durch mindestens ein flexibles Scharnierband miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass man zur Herstellung des gesamten Kerns des Spulenkörpers nur zwei Formen teile benötigt, so dass die Bewegungsverhältnisse der beiden Formen teile sehr einfach sind und das Öffnen und Schliessen der Form in sehr kurzer Zeit erfolgen kann. Ausserdem ergeben sich keine Grate oder Trennkanten an den Flächen des Kerns, an denen die aufzubringende Wicklung anliegt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der Zeichnung sind Ausf:ihrungsbeispite der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar zeigen Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines in eine Stellung aufgeklappten Kerns, in welcher die Herstellung durch Spritzguss erfolgt, Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Kerns gemäss Figur 1 in zusammen geklapptem Zustand, Figur 3 elne Seitenansicht zu Figur 2 in Richtung des Pfeils III, Figur 4 eine perspektivische Ansicht gemäss Figur 1, wobei jedoch zwei Kerne in aufgeklappter Stellung nach Figur 1 zu einer Einheit nebeneinander ange ordnet sind, Figur 5 eine Draufsicht hierzu gemäss Pfeil V in Figur 4, Figur 6 eine Snitenansicht zu Figur 5 in Richtung des Pfeils VI in Figur 5, Figur 7 eine Stirnansicht zu Figur 5 in Richtung des Pfeils VII in Figur 5, Figur 8 eine Stirnansicht gemäss Figur 7, jedoch in zusammengeklapptem Zustand der Kerne, Figur 9 eine Seitenansicht zu Figur 8 gemäss Pfeil IX, Figur 10 eine perspektivische Ansicht zu Figur 8 bzw. 9, FIgur 11 eine perspektivische Ansicht entsprechend Figur 10, jedoch nach dem Aufbringen der beiden Wicklungen, Figur 12 eine perspektivische Ansicht des fertigen Spulenkörpers und Figur 13 eine perspektivische Ansicht entsprechend Figur 12, jedoch mit einem äusseren Kunststoff-Verguss. Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen ein Aus führungsbeispiel eines einzelnen Kernes eines Spulenkörpers zur Aufnahme einer einzelnen Wicklung. Der Kern besteht aus zwci Kernhälften 1 und 2 das hei?t der Kern ist erfindungsgemäss einer senkrecht zu den nachfolgend erläuterten Flanschrändern verlaufenden Ebene geteilt. Die Teilungsebene ist in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 13 versehen. Die Kernteile 1 und 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei flexible Scharnierbänder 16 und 17 miteinander verbunden. Im einzelnen weist der Kern einen Hohlkörper mit im wesentlichen rechteckiger Querschnittsform auf, Dieser Hohlkörper wird von den beiden gemäss Figur 2 einander gegenüberliegenden Rechteckseiten 3 und 4 sowie von Rechteckseitenhälften 5, 6, 7 und 8 gebildet. Diese Rechteckseiten gehen gemäss Figur 2 mit abgerundeten Kanten ineinander über. Vorteilhafterweise verläuft die Teilungsebene 13 nach dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 derart, dass zwei einander gegen überliegende Rechteckseiten mit den Rechteckseitenhälften 5 bis 8 halbiert und demgemäss symmetrische Kernhälften 1 und 2 gebildet sind. Entsprechend sind auch die Flanschränder 9, 10, 11 und 12, die an den Stirnenden des vorerläuterten Hohlkörpers senkrecht nach aussen ragen, symmetrisch aeteilt. An den Aussenflächen der Flanschränder sind vor teilhafterweise noch Verstärkungsrippen 14 und 15 vorgesehen. Durch Wirkung der beiden flexiblen Scharnierbänder 16 und 17, die zwischen je zwei einander gegenüberliegenden Teilen der Flanschränder 9, 10, 11 und 12 im Bereich der Teilungsebene 13 vorgesehen sind, können die beiden Kernhälften aus einer auseinandergeklappten Stellung gemäss Figur 1 um 180 zueinander geschwenkt und nach Figur 2 zusammengeklappt werden. Wie Figur 1 verdeutlicht, besitzt der Kern in der auseinandergeklappten Stellunq keinerlei Hinterschneidungen, so dass die Herstellunq des Kernes in dieser auseinandergeklappten Stellung in einfacher Weise durch nur zwei Formen teile einer Spritzgussform vorgenommen werden kann, nämlich mit einem Formenteil, welches der Formhebung der Oberseite entspricht und einem weiteren Formenteil, das der Unterseite angepasst ist. Der Kern mit seinen beiden Kernhälften 1 und 2 und den flexiblen Scharnierbändern 16 und 17 besteht aus einem Stück eines zähharten Kunststoffes, wobei die flexiblen Scharnierbänder 16 und 17 dadurch entstehen, dass der Kunststoff in diesem Bereich so dnn geformt ist, dass einerseits die Flexibilität bzw. die Biegsamkeit sewährleit.et ist, andererseits ein fester Zusammenhalt zwischen den beiden Kernhälften 1 und 2 gegeben ist. Wie Figur 1 veranschaulicht, sind die beiden flexiblen Scharnierbänder 16 und 17 vorteilhaft zwischen je zwei durch die Teilungsebene gebildeten Ecken der beiden Flanschränder 9, 10, 11 und 12 vorgesehen. Nachdem der Kern in der ausein andergeklappten Stellung nach Fig. 1 aus der Sritzouform herausgenommen worden ist, können die beiden Kernhälften 1 und 2, wie mit den gestrichelten Pfeilen 22 und 23 angedeutet ist, um 180 zueinander geschwenkt und nach Figur 2 zusammengeklappt werden. Um einen festen Zusammenhalt in dieser zusammengeklappten Stellung zu erreichen, sind vorteilhaft im Bereich der Teilungsebene 13 an dem einen Kernteil 2 stiftartice Vorsprünge 20 angeformt und an dem anderen Kernteil 1 entsprechende Löcher 21 vorgesehen, so da die Vorsprünge im zusammengeklappten Zu stand des Kernes in die Löcher eingreifen. Ein besonders fester Zusammenhalt der beiden Kernhälften ist gegeben, wenn je vier Vorsprünge 20 und entsprechende Löcher 21 an den Enden der Teilungsflächen 18 der Hohlkörperteile vorgesehen sind, also nahe dem Bereich, in dem die Flanschrandhälften 9 bis 12 mit ihren Teilungsflächen bzw. Schnittflächen 1 an dem beschriebenen Hohlkörper angeschlossen sind. In zusammengeklapptem Zustand kann der Kern in herkömmlicher Weise mit einer Wicklung versehen werden. Ein für die Praxis besonders wichtiges und bevorzugtes Ausf:dhrungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 4 bis 12 dargestellt. Danach sind je zwei geteilte Hohlkörper 24, 25 und 26, 27 mit je zwei geteilten Flanschrändern mittels eines flexiblen Scharnierbandes 36 (Fiaur 5) zu einer Einheit zusammengeschlossen. Die beiden Hohlkörper bzw. Kernhälften 24, 25 einerseits und 26, 27 andererseits entsprechen in aLlen Einzelheiten den Kernhälften 1, 2 nach den Figuren 1 bis 3, so dass die vorhergehenden Erläuterungen sinngemäss auch für das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 bis 12 gelten. Die Kernhälften 24 und 25 sind demgemäss wieder durch flexible Scharnierbänder 28 und 29 und die Kernhälften 26 und 27 durch die flexiblen Scharnierbänder 30 und 31 miteinander verbunden. Es sind auch wieder stiftartiqe Vorsprünge 32 und 34 sowie entsprechend angeordnete Löcher 33 und 35 vorhanden. Die Herstellung des Doppelkernes erfolgt wieder, wie zu Figur 1 beschrieben, in der auseinandergekappten Stellung nach Figur 4. Da der Doppelkern wie gesagt durch das flexible Scharnierband 36 zusammengehalten ist, kann er als Einheit aus der Spritzgussform entnommen werden. Danach können die Kernhälften 24, 25 und 26, 27 um die flexiblen Scharnierbänder 28 bis 31 um 180 zueinander geschwenkt und wie in Figur 8 veranschaulicht ist, zusammengeklappt werden. Durch die besondere Anordnung des flexiblen Scharnierbandes 36 zwischen den äusseren Randbereichen zweier benachbarter Flanschränder wird dieses Zusammenklappen nicht behindert. In diesem zusammengeklappten Zustand, der in den Figuren 8 bis 10 veranschaulicht ist, verlaufen die Flanschränder parallel zueinander und die Hohlkörper bzw. die beiden Kerne befinden sich koaxial nebeneinander. Wenn, wie oben beschrieben wurde, an den Auneflächen der Flanschränder Verstärkungsrippen vorgesehen sind, so dienen diese Ver stärkungsrippen im Bereich zwischen den beiden Kernen gleichzeitig als Abstandshalter. In diesem zusammengeklappten Zustand können nun die Wicklungen 40 und 41 gleichzeitig auf die beiden Kerne aufgebracht werden, wie dies in Figur 1 verdeutlicht ist. Dies bringt gegenüber dem Stand der Technik den wesentlichen Vorteil mit sich, dass die Wickelzeit halbiert werden kann, da es ohne weiteres möglich ist, die beiden nebeneinander be findlichen Kerne auf einer Wickelmaschine aufzu spannen und die Wicklungen wie aesagt gleichzeitig aufzurlngen. Nachdem der beschriebene Klappvorgang in Richtung des Pfeiles 39 gemäss Figur 8 um die flexiblen Scharnierbänder 28 bis 31 vorgenommen und die Wicklungen 40, 41 aufgebracht sind, erfolgt nun ein weiterer Klappvorgang, und zwar um das flexible Scharnierband 36 in Richtung des Pfeiles 42 (Figur 11). Das flexible Scharnierband 36 ist, wie aus den Figuren 5 und 9 zu ersehen ist, derart angeordnet und ausgebildet, dass die beiden Hohlkörper bzw. Kerne mit ihren Wicklungen um 1800 gegeneinander schwenkbar sind, sc dass sich eine neue Lage zueinander ergibt, wie sie in Figur 12 dargestellt ist. In dieser Lage verlaufen nun die Mittelachsen der beiden Hohlkörper bzw. Kerne und deren Wicklungen mit Abstand und parallel zueinander. Um den Spulenkörper in dieser Lage zusammer,zu- halten, ist vorteilhafterweise an den Rande- reichen der Flanschränder, die dem flexiblen Scharnierband 36 gegenüberliegen, einerseits ein stiftartiger Vorsprung 37 und andererseits ein angepasstes Loch 38 vorgesehen, die im zusammengeklappten Zustand nach Figur 12 ineinandergreifen. Die Drahtenden 43 zur elektrischen Verbindung der beiden Wicklungen 40 und 41 können nun in ein facher Weise miteinander verdrillt und verlötet werden. Die beiden weiteren Drahtenden der Wicklungen sind zweckmässigerweise je mit einem Bügel 44 verbunden, und zwar können die beiden stromleitenden Bügel einfach auf der Oberseite und Unterseite des Spulenkörpers nach Figur 12 aufgeklemmt werden. Vorteilhafterweise ist jeder Bügel 44 mit einer nach aussen ragenden Kröpfung 4 versehen, die eine elektrisch leitende An schlussfläche aufweist, die nach aussen so weit vorragt, daR nach dem Einsatz des Spulenkörpers in das betreffende Gerät, zum Beispiel in ein Schütz, die stromleitende Verbindung mit nicht gezeichneten Stromanschlüssen, zum Beispiel federnden Schienen, hergestellt ist. Zum Schutz der beiden Wicklungen 40, 41 und um einen noch besseren Zusammenhalt des Spulenkörpers zu gewährleisten, können die beiden Wicklungen von einem gemeinsamen Klebeband umgeben werden. Es versteht sich, dass dann in dem Klebeband kleine Aussparungen vorgesehen werden, durch die die Kröpfungen 45 nach aussen hindurchragen könne. Statt des Klebebandes kann man auch gemäss Figur 13 einen äusseren geschlossenen Kunststoffverguss 46 vorsehen, durch den die beiderseitigen Kröpfungen 45 hindurchragen. In dem fertigen Spulenkörper gemäss Figur 12 oder 13 verbleiben die beiden Hohlräume 47 und 48 von beiden Stirnseiten her offen, 5 da.s der Spulenkörper in an sich bekannter Weise auf die Schenkel eines U-förmigen Elektromagnetkernes aufgeschoben werden kann. Die wesentlichen Vorteile, die sich bei den Aus führungsbeispielen nach den Figuren 4 bis 13 ergeben, sind folgende. Zunächst einmal sind die Herstellungsvorgänge wie beschrieben wesentlich vereinfacht, wobei die Formenhälften der Spritzgussform so gestaltet werden können, dass keine schädlichen Geräte und Trennkanten in dem Bereich der Kerne entstehen, in denen die Wicklungen aufgebracht werden. Durch die Teilung der Kerne können gegebenenfalls sehr einfach Einlauftaschen für den Anfang und das Ende der jeweiligen Wicklung vorgesehen werden. Die beiden Wicklungen können gleichzeitig in einer Einheit hergestellt werden. Die bisherigen Ölschläuche zum Schutz der jeweiligen Lötstellen an den Drahtenden der Wicklungen können entfallen und es ist auch nicht mehr erforderlich, besondere flexible Leitungen an den Drahtenden der Wicklungen anzulöten. Die gewickelten Spulenkörper sind durch die beschriebenen flexiblen Scharnierbänder sowie durch die stiftartigen Vorsprünge und die beschriebenen Löcher fest miteinander verbunden, so dass die dünnen Drähte zur Verbindung der beiden Wicklungen miteinander keiner Beanspruchung unterworfen sind. Da die beiden Kerne mit ihren Wicklungen zu einer Einheit verbunden sind, ergibt sich auch eine einfachere Lagerhaltung, eine grössere Sicherheit beim Transport gegen Beschädigung und schliesslich ist das Einsetzen und Herstellen der elektrischen Anschlüsse in dem betreffenden Gerät vereiffacht durchzuführen. Es sei hier noch besonders hervorgehoben, dass die oben erläuterten flexiblen Scharnierbänder 28 bis 31 und 36 bei der Anspritzung einen Massefluss des Kunststoffmaterials ermöglichen, so dass also an einer geeigneten Stelle nur eine Anspritzung bzw. Anspritzkanal für das zuzuleitende Kunststoffmaterial erforderlich ist. Dadurch wird die Herstellung und die Ausbildung der Spritzgussform in der Praxis wesentlich vereinfacht.

Claims: Patentansprüche: 1. Spulenkörper für elektrische Geräte, insbe sondere elektromagnetisch betätigte Schalt geräte, bestehend aus mindestens einem Kern und mindestens einer auf dem Kern aufge brd achten Wicklung, wobei der Kern einen an den beiden einander gegenüberliegenden Stirn enden offenen Hohlkörper für die Aufnahme der Wicklung und an den Stirnendensenkrecht nach aussen ragende Flanschränder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern in einer senkrecht zu den Flanschrändern (9,10,11,12) verlaufenden Ebene (13) geteilt ist, und da2 die Kernteile (1,2) durch mindestens ein flexibles Scharnierband (16,17) miteinander verbunden sind. 2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (3 bis 8) des Kernes im wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweist und die Teilungsebene (13) derart verläuft, dass zwei einander gegenüberliegende Rechteckseiten (5,6; 7,8) dc Hohlkörpers halbiert und symmetrische Kerrhalften (1,2) gebildet sind, die aus einer auseinanderge klappten Stellung um 180 zueinander schwenk bar und zusammenklappbar sind, und dass zwei flexible Soharnierbänder (16,17) zwischen je zwei einander gegenüberliegenden Teilen der Flanschränder ( ,10,11*12) i Bereich der Teilungsebene (13) vorgesehen sind. 3. Spulenkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden flexiblen Scharnierbänder (16,17) zwischen je zwei durch die Teilungsebene (13) gebildeten Ecken der beiden Flanschränder (9, 10,11,12) vorgesehen sind. 4. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Teilungsebene (13) an dem einen Kernteil (2) stiftartige Vorsprünge (20) angeformt und an dem andere Kernteil (1) Löcher (21) vorgesehen sind so dass die Vor sprünge m zusammengeklappten Zustand des Kernes in die Locher eingreifen. 5. Spulenk > -rer nach Anspruch 4, dadurch aekenrlzeichnet, dass je vier Vorsprünge (2U) und Löcher (21) an den Enden der Teilungsflächen (18) der Hohlkörperteile vorgesehen sind. 6. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Anspruche. dadurch gekennzeichnet, dass an den Aussenflächen der Flanschränder (9 bis 12) Verstärkungsrippen (14,15) vor gesehen sind. 7. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, dass zwei geteilte Hohlkörper (24,25; 26,27) mit je zwei geteilten Flanschrändern mittels eines flexiblen Scharnierbandes (36) zu einer Einheit zusammengeschlossen sind. 8. Spulenkörper nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Scharnierband (36) zwischen den äusseren Randbereichen zweier benachbarter Flanschränder vorgesehen ist, derart, dass die Kernhälften (24,25; 26,27) so zusammenklappbar sind, dass die Flanschränder parallel zueinander verlaufen und sich die Hohlkörper koaxial nebeneinander befinden und die Wicklungen (40,41) auf beiden Hohlkörpern gleichzeitig aufgebracht werden können. 9. e Spulenkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Scharnierband (36) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die beiden Hohlkörper mit ihren Wicklungen (40,41) um 1800 gegeneinander schwenkbar sind, so dass die Mittelachsen der Hohlkörper und Wicklungen mit Abstand und parallel zueinander verlaufen. 10. Spulenkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtenden (43) zur elektrischen Ver bindung der beiden Wicklungen (40,41) mitein ander verdrillt und verlötet sind, und dass die beiden weiteren Drahtendes der Wicklungen mit je eine aufklemmbaren Bügel (44) verbunden sind. 11. Spulenkörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bügel (44) eine nach aussen ragende Kröpfung (45) mit einer elektrisch leitenden Anschlussfläche aufweist. 12. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wicklungen (40,41) von einem gemeinsamen Klebeband umgeben sind. 13. Spulenkörper nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem flexiblen Scharnierband (36) gegen überliegenden Randbereiche der Flanschränder mit einem stiftartigen Vorsprung (37) und eine angepassten Loch (38) versehen sind. 14. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet. dass ein äusserer Kunststoffverguss (46) vor gesehen ist.

Inventors: LEMMER, HELMUT
Applicants: SQUARE D STARKSTROM GMBH
Application year: 1982
Main classification: H01F5
IPC codes: H01F5