DE1901812C3 - Verfahren zur Herstellung von einlagigen elektrischen Spulen mit gegossenen Windungen auf einem Kern aus magnetisierbarem Material - Google Patents

Description

zwischen Kern (12) und den äußeren Windungsstrecken (116) entspricht, mit Bohrungen versehen ist, deren Anzahl der größtmöglichen Anzahl von Spulenwindungen entspricht, und daß in die Bohrungen, welche den zu erstellenden Windungen zugeordnet sind, lange, den Hohlraum (64) der Gießform durchdringende Stifte (68) einsetzbar sind.

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von einlagigen elektrischen Spulen mit gegossenen Windungen auf einem Kern aus magnetisierbarem Material, nach Patent 1 900 392, bei dem zunächst der Kern unter Verwendung einer ersten Gießform derart in einen Kunststoff eingebettet wird, daß die sich bildende Kunststoffumhüllung an ihrer Oberfläche rinnenartige Vertiefungen aufweist, welche durchlaufend, in der Art von Spulenwicklungen, die den Kern umschlingen, angeordnet sind, wobei außerdem bei dem Verfahrensschi itt des Einbettens des Kernes in Kunststoff eine Trägerplatte mit eingegossen wird, in der Kanäle als Fortsetzung der rinnenartigen Vertiefungen angeordnet sind, und wobei dann die Spulen und deren Anschlüsse unter Verwendung einer zweiten Gießform im Metall-Spritzgußverfahren hergestellt werden.

Das auf dem Patent 1 900 392 basierende Verfahren zur Herstellung von einlagigen, gegossenen Spulen auf einem vorzugsweise geschlossenen Ringkern ist besonders vorteilhaft anwendbar bei der Massenfabrikation von billig, aber genau herstellbaren kleinen Bauteilen, z. B. Impulstransformatoren, Induktivitäten oder Speicherelementen, wie sie in den Schaltungsanordnungen von Datenverarbeitungsgeräten, Steueranlagen oder Geräten der Nachrichtentechnik verwendet werden. Die bekannten Verfahren zur Bewicklung von Ringkernen mit Drahtwindungen mittels Ringwickelmaschinen sind nur bei größeren Bauelementen wirtschaftlich durchführbar und nicht für miniaturisierte Bauteile, wie sie in der neuzeitlichen Schaltungstechnik benötigt werden. Bei diesen kleinen Bauteilen ist die Herstellung von gegossenen Spulen dem bekannten manuellen Herstellungsverfahren weit überlegen, bei dem die Bewicklung des Ringkernes derart erfolgt, daß die Wickeldrähte von Hand in die öffnung des Ringkernes gefädelt und um diesen geschlungen werden.

Gemäß dem Herstellungsverfahren nach dem Patent 1 900 392, bei dem die aus einer leitenden Metallegierung bestehenden Windungen der Spulen und deren Anschlußverbindungen in die Rillen eines den Kern isolierend umgebenden Kunststoffkörpers gegossen werden, wird zuerst der Kern, welcher meistens ein Ringkern ist, in eine vorzugsweise zweiteilige, erste Gießform zentriert eingesetzt, die mit einem Muster von Rippen und Vorsprüngen versehen ist, welche den später zu bildenden Windungen und Anschlußverbindungen entsprechend geformt sind. In einem folgenden Verfahrensschritt wird in diese erste Gießform ein zweckmäßigerweise in der Wärme härtbarer Kunststoff, vorzugsweise Epoxydharz, eingepreßt, wodurch ein den Ringkern umhüllender Kunststoffkörper entsteht, dessen Oberfläche ein vertieftes Rillenmuster enthält, das den Windungen, bzw. den Spulen und den Anschlußverbindungen entspricht.

Diese·- Kunststoffkörper wird in einem folgenden Verfahrensschritt in eine zweite, einfache Gießform eingesetzt, die einen Hohlraum mit ebenen Begren-

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zungswänden enthält. Durch das Einpressen von flüssigem Leitermetall in die zweite Gießform werden die Rillen und Hohlräume im Kunststo.Tkörper von diesem Leitermetal! ausgefüllt, so daß die Windungen bzw. Spulen mit den dazugehörenden Anschlußverbindungen entstehen. Nach dem Entfernen von eventuell vorhandenen Gießgraten stehen fertige Bauelemente zur Verfugung.

Bei einer rationellen Massenfabrikation werden selbstverständlich gleichzeitig mehrere derartige Bauteile gefertigt; dies bedingt, daß auch mehrere erste und zweite Gießformen zur Verfugung stehen müssen. Da besonders die ersten Gießformen zur Bildung der verschiedenen Kunststoffkörper sehr präzise und sorgfältig bearbeitet sein müssen, insbesondere bedingt >5 durch die winzigen Abmessungen der Rippen, welche die Rillen im Kunststoffkörper für die Windungen und die Anschlußverbindungen erzeugen sowie die Aufnahmehaiterungen für den genau einzusetzenden Ringkern, ergeben sich relativ große Herstellungskosten für eine oerartige erste Gießform, welche dadurch teuer wird.

Den technischen Erfordernissen entsprechend werden für die verschiedenen Anwendungsfälle in den elektrischen Schaltungsanordnungen eiektromagnetisehe Bauteile, z. B. Impulstransformatoren mit unterschiedlichen Wickeldaten, benötigt, z. B. derart, daß bei den einzelnen Serien ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung gefordert wird, oder daß mehrere Spulen aus den Windungen gebildet werden sollen, oder daß die Spulen Mittelanzapfungen erhalten usw.

Alle diese möglichen Variationen, die einzeln oder in Kombination verwirklicht werden müssen, um die benötigten unterschiedlichen Typen von Impulstransformatoren oder ähnlichen Bauteilen zu schaffen, bedingen, daß für jede Bauteil-Type eine entsprechende Anzahl von den teueren ersten Gießformen anzuschaffen wäre. Da er Stückzahlbedarf von Bauteilen unterschiedlicher Typen stark schwanken kann, hätte dies zur Folge, daß die Herstellungskosten für einzelne Typen der Bauteile ebenfalls stark streuen und daß der Rationalisierungsnutzen dadurch verlorengeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zug'unde, ein einfaches Herstellungsverfahren für elektromagnetische Bauteile mit gegossenen einlagigen Spulen und Anschlußverbindungen zu schaffen, insbesondere für Impulstransformatoren, deren einen Kern umschlingende Spulenwindungen über Anzapfungen wählbar anschließbar sind, bzw. bei denen das Übtrsetzungsverhältnis der Wicklungen zueinander beirr. Beginn des Fertigungsprozesses einstellbar ist, so daß eine rationale Herstellung verschiedener Typen oder Serien von Bauteilen, die auch nur kleine Stückzahlen umfassen können, bei nur geringen Gestehungskosten, möglichst 55 mit nur einer universell verwendbaren ersten Gießform möglich ist. Die Anpassung an die Erfordernisse der jeweilig zu fertigenden Bauteiltypen soll keine Neuanfertigung bzw. keine erheblichen Änderungskosten der ersten Gießformen verursachen; es sollte vielmehr eine 60 leichte, flexible Anpassung dieser ersten Gießform an die jeweiligen Erfordernisse gegeben sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verwendete erste Gießform durch Rippen in ihrem oberen Formteil so ausgestaltet ist, daß in dem ⁶5 .ich bildenden Kunststoffkörper von den zu jeder Spuenwindung gehörenden rinnenartigen Vertiefungen )der Kanälen eine Anzapfungsrille für eine Anzapfungsleitung zu einer Rille für eine Brückenleitun führt, und daß vor dem Einpressen des flüssigen Kunsi Stoffs in die erste Gießform in Bohrungen die sie durch die den Anzapfungsrillen zugeordneten Rippe und dem oberen Formteil erstrecken, zur Herstellun; einer gewünschten leitenden Verbindung zwischei Spulenwindung und Brückenleitung ein die Rippi durchdringender langer Bolzen eingesetzt wird um daß in die restlichen Bohrungen kurze, die Rippen nich durchdringende Bolzen eingesetzt werden.

Dieses erfindungsgemäße Herstellungsverfahren un ter Verwendung einer an die Bedarfsverhältnisse an passungsfähigen ersten Gießform hat den Vorzug, daf. z. B. bei Impulstransformatoren, von denen Typen mi verschiedenen Übersetzungsverhältnissen oder mii einer unterschiedlichen Anzahl von Windungen in der Spulen benötigt werden, lediglich nur eine erste Gießform vorhanden sein muB, um unterschiedliche Kunststoffkörper mit verschiedenen Rillenmustern zu erhalten. Durch das Einstecken der verschieden langen Bolzen in die Bohrungen der Rippen der ersten Gießform, welche über den Verbindungspunkten zwischen den Windungsanzapfungen und der Brückenleitung angeordnet sind, sind die verschiedensten Kombinationen und Variationen der Spulen zueinander möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wurde durch die Anordnung von den Kunststoffkörper durchdringenden äußeren Windungskanälen erreicht. In diesen Windungskanälen werden die Leiter für die äußeren Windungsstrecken beim Gußvorgang gebildet Durch das Einsetzen von langen Stiften in die erste Gießform in der Nachbarschaft des eingesetzten Kernes, deren freie Länge der Länge einer äußeren Windungsstrecke entspricht, kann die Erzeugung von äußeren Windungsstrecken erzielt oder unterbunden werden. Die erste Gießform ist an den Stellen, wo sich die äußeren Windungsstrecken bilden sollen, welche parallel zur Achse des Ringkerns verlaufen, mit Bohrungen versehen, und entsprechend der erforderlichen Anzahl von Windungen und deren Zuordnungen zu Spulen werden in diese Bohrungen lange Stifte eingesetzt. Beim Einpressen des Kunststoffes in die erste Gießform bilden sich somit nur an den Stellen, wo diese Stifte in der Gießform eingesetzt sind, Kanäle, welche mit den zugeordneten Rillen in den Stirnflächen des Kunststoffkörpers verbunden sind. Durch die Unterdrückung von nicht erwünschten, bzw. erforderlichen Windungen ergibt sich der Vorteil, daß unerwünschte nachteilige Induktionseinflüsse in den Spulen unterbunden werden.

Machstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an einem Ausführungsbeispiel zur Herstellung von Impulstransformatoren an Hand von Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung die Ansicht der Oberseite eines Kunststoffkörpers für einen Impulstransformator mit eingekapseltem magnetischem Ringkern vor dem Eingießen des Leitermetalles zur Bildung der Windungen und der Verbindungsleitungen, F i g. 2 eine Querschnitt-Ansicht entlang der Linie 2-2 usw. durch die erste Gießform, in die ein Ringkern eingesetzt ist zur Herstellung des Kunststoffkörpers,

F i g. 3 eine Querschnitt-Ansicht durch die zweite Gießform zum Einpressen des Leitermetalls in den Kunststoffkörper zur Herstellung der Windungen usw., F i g. 4 eine Draufsicht auf einen fertigen Impulstransformator mit gegossenen Verbindungsleitungen und Windungen,

Fig.5 eine Querschnitt-Ansicht durch die Fig.4 entlang der Linie 5-5,

Fig.6 einen Ausschnitt aus der Fig.4 entlang der Linie 6-6,

Fig. 7 einen Teilschnitt entlang der Linie 7-7 in der F ig. 4,

Fi g. 8 die Unteransicht des fertigen Impulstransformators nach F i g. 4 mit den gegossenen Windungen und Anschlußverbindungen.

Die F i g. 1 zeigt einen gegossenen Kunststoffkörper 14, der den in die isolierende Kunststoffumhüllung eingekapselten Kern 12 enthält. Dieser Kunststoffkörper 14 ist noch mit Windungen und Verbindungsleitungen zu komplettieren, um einen Impulstransformator zu erhalten. Dieser Kunststoffkörper 14 enthält einen ringförmigen magnetischen Kern 12, der vollständig von dem Kunststoff als Isolierschicht umgeben ist. Der Kunststoffkörper 14, welcher eine mit der isolierenden Kunststoffumhüllung einstückige Trägerplatte aufweist, ist mit einer öffnung 14A^- versehen, die durch das Zentrum des ringförmigen Kernes 12 verläuft, und an seiner äußeren Anschlußseite sind zwei Führungsleisten 14 Y angeordnet, die bei der Montage des Bauteiles 10, z. B. auf einer Schaltungskarte, zweckmäßig sind. Der Kunststoffkörper 14 enthält rund um den ringförmigen Kern 12 verteilt eine Anzahl von Windungskanälen 16 und Rillen 18. 2OX. 20 V, die reihenförmig miteinander verbunden sind und einen Pfad für die schraubenförmigen Windungen bilden.

Da das in F i g. 1 dargestellte und in diesem Beispiel zugrunde liegende Bauteil ein Impulstransformator sein soll, welcher eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung enthält, sind die im Kunststoffkörper 14 enthaltenen Rillen und Kanäle vorzugsweise als zweigängiger Schraubenzug zu gestalten zwecks Bildung einer separaten Primär- und einer Sekundärwicklung. Diesbezügliche Einzelheiten werden nachstehend noch erläutert. In enger Nachbarschaft zum äußeren Umfang des Kernes 12 sind eine Anzahl Windungskanäle 16 angeordnet die den Kunststoffkörper 14 transversal durchdringen, d. h. parallel zur Mittelachse des Kernes 12 verlaufen. Desgleichen ist eine Anzahl von Rillen 18 in die Kunststoffwand der zentralen öffnung i4X des isolierten Ringkernes 12 eingeprägt. Diese Rillen 18 verlaufen ebenfalls in axialer Richtung zur Kernmittelachse.

Die schraubenförmig verlaufenden Windungszüge, das sind die Windungs-Kanäle und -RiHeTi, welche beim zweiten Gußvorgang mit flüssigem Leitermetall gefüllt werden und die dann die Spulen (A, B) ergeben, bilden sich durch die reihenförmige Verbindung der einzelnen Windungsstrecken einer Windung. Eine Windung enthält vier Windungsstrecken: einen äußeren Windungskanal 16 und eine innere Rille 18 und die beiden Rillen 2OX und 20Kauf den Oberflächen des Kunststoffkörpers 14, wobei die Rillen 2OX und 20 Y auf den beiden Stirnseiten des Kunststoffkörpers 14 eingeformt sind, wo sie die äußeren Kanäle 16 mit den inneren Rillen 18 verbinden. Aus der F i g. 4 ist das Wicklungsmuster und der Verlauf der Kanäle 16 und der Rillen 18, 2OX und 20Yzu ersehea Die Fig.4 zeigt, daß die Rillen 20X und 20 Y in schräger Richtung verlaufen, daß die Richtung ihres Verlaufes jedoch zueinander entgegengesetzt ist und daß die Rillen 2ßX auf der einen und die Rillen 20KaUf der anderen Stirnseite des Kunststoffkörpers 14 angeordnet sind Die einzelnen Windungen sind zu zwei Spulen, bezeichnet mit A und B, so zusammengefaßt, daß die zwei Spulen ineinandergeschachtelt verlaufen, d. h., auf eine Windung der Spule A folgt eine Windung der Spule B. Der magnetische Kern 12 dieses Impulstransformators ist mit 22 Windungen umgeben, von denen jeweils 11 Windungen der Primär- und der Sekundärwicklung zugeordnet sind. Das Muster der F i g. 4 zeigt, daß eine bifilare Wicklungskonfiguration vorliegt.

Aus der F i g. 1 ist zu ersehen, daß in der Oberseite des scheibenförmigen Kunststoffkörpers 14 eine Anzahl von in Längsrichtung waagerecht verlaufender Rillen 22a und 226 vorgesehen sind, die von den Spulenwindungen ausgehen und die zueinander einen bestimmten Abstand aufweisen. Jede der Rillen 22a führt zu einem Windungskanal 16 der Spule A, und jede der Rillen 22b ist mit einem Windungskanal 16 der Spule B verbunden. Auf der einen Oberflächenseite des Kunststoffkörpers 14 befindet sich jeweils links und rechts außen einer senkrecht verlaufenden Rille 24a, 246, für jede Brückenleitung 124a, 124Z). Jede der vorstehend erwähnten waagerecht verlaufenden Rillen 22a bzw. 22b, welche zur Aufnahme der Anzapfungsleitungen 122a, 1226 dienen, kann wahlweise mit einer der senkrecht verlaufenden Rillen 24a bzw. 246 verbunden werden. Durch diese Rillenanordnung wurde eine Einrichtung geschaffen, die es ermöglicht, einen wählbaren offenen Pfad für das flüssige Leitermetall beim Gießvorgang in der zweiten Gießform zu bilden, der von einer senkrechten Rille 24a, 24b zu einem beliebigen Windungskanal 16 führt.

Auf der anderen ebenen Stirnseite des Kunststoffkörpers 14, siehe Fig.8, befinden sich die Rillen 30a und 306. Diese erstrecken sich von der Anschlußseite des Kunststoffkörpers 14 zu den inneren Windungsrillen 18 und dienen zur Herstellung der Leitungsverbindüngen von den Spulenenden zu den Anschlußstiften 26.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht die Primärwicklung aus elf aneinandergereihten Windungen, von denen jede den Kern 12 umschlingt. Das gleiche ist für die Sekundärwicklung zutreffend. Je nach den vorliegenden Erfordernissen, z. B. Änderungen des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung des Impulstransformators, ist die Anzahl der zu einer Spule zugeordneten Windungen veränderbar. Die Anzapfrillen 22a und 226 und die Brükkenrillen 24a und 24b in der Oberseite des Kunststoffkörpers 14 sowie die Verbindungsrillen 30a und 30b in der Unterseite des Kunststoffkörpers 14, die zu den Anschlußstiften 26a und 266 führen, dienen als Anzapfung zur Auswahl und zum Anschluß der erforderlichen Windungen für die Spulen. Die Anschlußstifte 26a und 266 sind im Kunststoffkörper 14 eingebettet und fest verankert, sie wurden bereits gemäß F i g. 2 beim Herstellen des Kunststoffkörpers 14 in diesen eingesetzt und zum Teil mit dem Kunststoffmaterial umgössen. Eine zuverlässige Kontaktverbindung zwischen den Verbindungsleitungen 30a, 306 und den eingebetteten Anschlußstiften 26a und 266 wird dadurch geschaffen, daß im Kunststoffkörper 14 die öffnungen 28a und 286

beim Herstellen des Kunststoffkörpers 14 gegossen werden, die zu den Anschlußstiften 26a und 266 führen. Das beim nachfolgenden zweiten Gußvorgang in diese öffnungen 28a und 286 eingepreßte flüssige Leitermetall verbindet sich mit den Anschlußstiften 26a und 266, s.Fig.6.

Die benötigten Verbindungen zwischen den Anschlußstiften 26a und 266 und den zugeordneten Spulenenden werden als gegossene metallische Leituneszü-

ge 122a und 1226 ausgeführt. Für die Primärspule A besteht die Anschlußverbindung aus den in Reihe geschalteten Leitungszügen einer Anzapfleitung 122 und der Brückenleitung 124a, die in einer der Rillen 22a und der Rille 24a liegen. Die Anschlußverbindung der Sekundärspule B wird gebildet aus der Reihenschaltung einer der Anzapfungsrillen 226 der Windungsanzapfungen und der zugeordneten gegenüberliegenden Rille 246 der Brückenleitung 1246.

Die F i g. 2 zeigt in einer Schnittansicht die erste ho Gießform 50, die dazu verwendet wird, den in der F i g. 1 dargestellten Kunststoffkörper 14 mit dem darin eingekapselten Kern 12 herzustellen. Diese erste Gießform 50 enthält eine Einfüllöffnung 62, durch welche der plastische Kunststoff 54 in das untere und obere Formteil 566 und 56a der ersten Gießform 50 gepreßt wird. Eine äußere Platte 58, die ebenfalls eine Einfüllöffnung 60 enthält, liegt auf dem oberen Formteil 56a auf. Die Einfüllöffnung 60 der Platte 50, in der ein beweglicher Druckkolben 52 angeordnet ist, gabelt sich »o unten im oberen Formteil 56a in die Einspritzkanäle 62 auf. Die Mundstücke dieser Einspritzkanäle 62 stehen mit den stern- und strahlenförmig vom Zentrum der ersten Gießform 50 ausgehenden öffnungen, Hohlräume, Rillen und Aussparungen in Verbindung, so daß as eine allseitige Verteilung des eingepreßten Kunststoffmaterials 54 erfolgt. Diese Einfüllanordnung bewirkt, daß, wenn der Druckkolben 52 nach unten bewegt wird, das plastische Kunststoffmaterial 54 in die Hohlräume 64 der Formteile 56a und 566 gepreßt wird.

Bevor die beiden Formteile 56a und 566 aufeinandergesetzt und miteinander verbunden werden, wird der ringförmige Keim 12 in das untere Formteil 566 zentriert eingesetzt. Dieses untere Formteil 566 weist in seiner Mitte ein zapfenförmiges Formteil 56z auf. Zwecks Erhalt der richtigen Lage und zur Ausrichtung des Kernes 12 in dem zapfenförmigen Formteil 56z enthält dieses Stifte und Ansätze, die jedoch nicht in der F i g. 2 dargestellt sind. Daß diese Tragestifte jedoch vorhanden sind, ist in der F i g. 5 daran zu erkennen, daß sich in dem Kunststoffkörper 14 eine öffnung 29 bildet.

In der ersten Gießform 56 ist die Oberfläche der Hohlform 64 so gestaltet, daß sich nach dem Einspritzen des Kunststoffes 54 der in der F i g. 1 abgebildete Kunststoffkörper 14 ergibt, in welchem der allseitig von einer definierten Isolierschicht umgebene Kern 12 eingebettet ist. Die Seitenwände, die Grundfläche und die Deckseite der Hohlform 64 in den Formteilen 56a und 566 sind mit Rippen 66, Ansätzen und Vorsprungen versehen, welche dazu dienen, die Rillen zu formen, welche beim späteren Metallguß die Windungen und die Anschlußverbindungen 122,123 bilden. Oder, in anderen Worten ausgedrückt, die Rippen usw. sind so angeordnet, daß sich die schraubenförmig verlaufenden Züge für die Windungsrillen 18, 20Λ, 20KfOr die Windungen und auch die Rillen 22a, 24a, 226, 246 für die Anzapfleitungen 122 und die Brückenleitungen 124 ergeben.

Entsprechend der vorgesehenen Anzahl der vorstehend erwähnten Windungskanäle 16, in denen später die in axialer Richtung verlaufenden äußeren Windungsstrecken 116 sich bilden, sind Stifte 68 in das untere Formteil 566 eingesetzt Die beiden Teile 56* und 56y in dem Formteil 566 dienen zur Bildung der OfI-B₅ nungen 28a und 286. in welche beim späteren metallischen Guß eine Verbindung zwischen den Anschlußstiften 26a. 266 und den Verbindungsleitungen 122, 130 bzw. den Brückenleitungen 124a, 1246 hergestellt wird.

Im oberen Formteil 56a, sind, wie aus der F i g. 2 zi ersehen ist, kurze Bolzen 70 und etwas längere Bolzei 72 eingesetzt. Von jeden dieser Bolzen 70 und 72 is eine Anzahl vorhanden, und diese sind den Erfordernis sen entsprechend wählbar in die uie Rippen 66 durch dringenden Bohrungen im oberen Formteil 56a einsetz bar. Dadurch sind die Anzapfrillen 22a und 226 für di< Anzapfungsleitungen 122a, 1226 wählbar gemacht. Da: Verhältnis der langen zu den kurzen Bolzen 72, 7( hängt davon ab, weiche Anzahl von Windungen für di< ¹ Spulen der zu fertigenden Impulstransformatortype be nötigt werden. Ein langer Bolzen 72, der in eine eint Rippe durchdringende Bohrung gesteckt wird, er streckt sich genügend weit durch die Bohrung in dei Rippe 66, welche zur Erstellung einer Anzapfungsrillc 22a, 226 dient. Der lange Bolzen 72 ragt so weit in der Hohlraum 64 hinein, daß sich an dieser Stelle eine durchgehende Rille 22 im Kunststoffkörper 14 bildet oder, in anderen Worten ausgedrückt, durch die Länge des Bolzens 72 wird bewirkt, daß eine gleichmäßig verlaufende Anzapfungsrille 22a, 226 durch eine zylindrische Aussparung 23a unterbrochen wird. Demzufolge wird durch die Anordnung des langen Bolzens 72 an einer gewählten Stelle ein Pfad für das flüssige Leitermetall des nachfolgenden Gießvorganges geschaffen und damit eine Leitungsverbindung 122 zwischen einer Spulenanzapfung und einer Brückenleitung 124.

Das in der F i g. 1 dargestellte Rillen- bzw. Formmuster des Kunststoffkörpers 14 für die Leitungsführung ergibt vollständige Windungen für die Primär- und die Sekundärspulen A, B beim nachfolgenden Guß mit flüssigem Leitermetall. Die langen Bolzen 72 werden am zweckmäßigsten an den Stellen für die untersten Rillen 22a und 226 der Anzapfungen eingesetzt, um einen kontinuierlichen Pfad für das flüssige Metall zu bekommen, das sich dann in allen Rillen verteilen kann. Die kurzen Bolzen 70 werden an den Stellen eingesetzt, wo eine Unterbrechung zwischen den Anzapfungsrillen 22a, 226 für die Anzapfleitungen 122 und den Rillen 24a, 246 für die Brückenleitungen 124a, 1246 erfolgen soll. Die Unterbrechung der Rillen 22a, 226 kommt dadurch zustande, daß die Bohrungen in den Rippen 66, in welche kurze Bolzen 70 eingesetzt sind, beim Einpressen des Kunststoffmaterials 54 von diesem ausgefüllt werden. Von den mehreren möglichen Metall-Flußpfaden 23 ist es möglich, durch eine Änderung der Einsetzstelle der langen Bolzen 72 nur einen metallischen Flußpfad zu erstellen, welcher die Anzapfung bildet.

Wenn die beiden Formteile 56a und 566 der ersten Gießform 50 zusammengefügt sind, wird der Kunststoff 54 in die erste Gießform 50 eingepreßt, wodurch alle Hohlräume in dieser Gießform 50 mit Kunststoff 54 ausgefü'lt werden. Dadurch wird auch der Kern 12 vollständig mit Kunststoff 54 umgeben, desgleichen werden auch die Anschlußstifte 26a und 266 mit eingebettet Nach Vollzug dieses Gußvorganges ergibt sich der in F i g. 1 dargestellte Kunststoffkörper 14 mit den eingeprägten Rillen, Kanälen und öffnungen. Aus den F i g. 6 und 7 ist die Einbettung der Anschlußstifte 26a und der Verlauf der durch den Kunststoffkörper 14 verlaufenden öffnungen 28, 30 für die Anschlußleitungen 123, 130 zu ersehen.

Aus den verschiedenen Figuren dieses Ausführungsbeispiels geht hervor, daß nur eine Hohlform 64 und ein magnetisierbarer Kern 12 vorgesehen sind. Diese vereinfachte Anordnung wurde lediglich aus zeichnen-

sehen Gründen gewählt zwecks besserer Darstellung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. Es ist verständlich, daß den Erfordernissen der Fabrikation entsprechend mehrere Ringkerne 12 bzw. mehrere Kunststoffkörper 14 im gleichen Arbeitstakt verarbeitet werden können. Es wird in diesem Zusammenhang auch darauf hingewiesen, daß durch die vorstehend beschriebene Einkapselung von Kernen 12 in Kunststoff sich der bedeutende Vorteil ergibt, daß Maßtoleranzen der Kerne 12 praktisch eliminiert werden. Es ist nicht erforderlich, daß die Kerne 12, die nach dem angegebenen Verfahren eingekapselt und mit Spulen versehen werden, vorher auf ihre präzise Maßhaltigkeit geprüft werden müssen Es sind somit Kerne 12, die eine große Toleranz aufweisen, zur Verwendung in den ersten Gießformen zwecks Einkapselung verwendbar.

Nachdem der geformte Kunststoffkörper 14 gemäß den F i g. 1 und 2 hergestellt ist und, wie F i g. 1 zeigt, mit den Rillen, Kanälen und öffnungen versehen ist, welche zur Aufnahme der Leitungen dienen, kann er durch das Eingießen von flüssigem Leiiermetall komplettiert werden.

Als nächster Verfahrensschritt erfolgt also der mit dem flüssigen Leitermetall vorzunehmende Gußvorgang zur Erstellung der Leitungszüge. In F i g. 3 ist schematisch ein Schnitt durch eine zweite Gießform 400 und den darin angeordneten Kunststoffkörper 14 dargestellt. Bei dieser zweiten Gießform 400 handelt es sich um eine dem Fachmann bekannte Ausführung. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß das zu verarbeitende Objekt, in diesem Fall der Kunststoffkörper 14, nur sehr kleine Abmessungen, etwa 12,5 χ 6,35 χ 3,2 mm aufweist. Durch diesen zweiten Arbeitstakt soll erreicht werden, daß die in dem Kunststoffkörper 14 befindlichen Rillen, Kanäle und Aussparungen mit Leitermetall ausgefüllt werden, so daß sich dadurch die Spulen und die Anschlußverbindungen bilden und daß am Ende des Gießvorgangs ein fertiger Impulstransformator zur Verfügung steht. Der Kunststoffkörper 14 mit dem eingekapselten Kern 12 wird, wie die F i g. 3 zeigt, in die aus den beiden innen ebenen Gußformhälften 400a und 4006 bestehenden zweiten Gießform 400 eingesetzt. Die beiden Gußformhälften 400a und 4006 werden durch eine Preßkraft von etwa 450 kg zusammengehalten. Die zweite Gießform 400 wird dann auf eine Temperatur von etwa 226°C erhitzt und auf diesem Temperaturwert gehalten. Dieser Temperaturwert hängt jedoch von der A^rt des zu vergießenden Metalls ab. Während, wie bereits erwähnt wurde, in dieser Beschreibung in den Figuren lediglich nur ein in eine Isolierschicht eingekapselter Kern 10 umspritzt wird, ist es in der Fabrikation aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig, gleichzeitig mehrere Kunststoffkörper 14 zu verarbeiten.

Das flüssige Leitermetall, bestehend aus der Zinn-Silber-Legierung, wird unter Druck durch den Eintrittsstutzen 410 in die zweite Gießform 400 eingepreßt, so daß alle Kanäle, Rillen und Aussparungen des in die zweite Gießform 400 eingesetzten Kunststoffkörpers 14 mit dieser Legierung zuverlässig gefüllt werden. Dieser Gußvorgang hat den wesentlichen Vorteil, daß er sehr einfach auszuführen ist und daß die Gußformhälften 400a und 4006 keine speziellen Rillen oder Kanäle für das flüssige Leitermaterial aufweisen müssen, sondern daß eine glatte Oberfläche der inneren Hohlform der Gießformhälften 400a und 4006 genügt.

Die F i g. 4 bis 8 zeigen einen fertigen Impulstransformator, der nach dem beschriebenen Verfahren her gestellt wurde. Man kann ersehen, daß nach dem zweiten Gießvorgang in den Rillen 18, 20x und 2Oy und den Kanälen 16 sich die metallischen Leitungszüge der miteinander verbundenen Windungsstrecken 118, 12Ox, 120y und 116 der Windungen gebildet haben. Somit wurden durch diesen Gußvorgang die zwei, den eingekapselten Kern 12 umschlingenden Spulen A, B eine Primär- und eine Sekundärwicklung des Impulstransformators geschaffen.

ίο Die auf der oberen Stirnseite des Kunststoffkörpers 14 erstellten Spulenanzapfungen 122a und 1226, die mit den entsprechenden Windungen verbunden sind, und die senkrechten Leitungszüge der Brückenleiter 124a und 1246 wurden ebenfalls durch das Ausgießen der entsprechenden Rillen 22a und 226, 24a und 246 gebildet. Die auf der anderen Seite des Kunststoffkörpers 14 als Anschlußleitung 130a und 1306 dienenden Leitungszüge wurden ebenfalls durch das Ausgießen der entsprechenden Rillen 30a und 306 mit flüssigem Metall geschaffen. Die von den Windungen zu den äußeren Anschlußstiften 26a, 266 und den senkrechten Leitungszügen der Brückenleiter 124a und 1246 führenden Anschlußleitungen 122a und 1226 enthalten die mit Metall gefüllten Verbindungsöffnungen 123a und 1236. Diese

metallgefüllten öffnungen 123 dienen als Verbinder für die Wicklungsanzapfungen zu den senkrechten Brükkenleitungen 124a bzw. 1246. Diese Verbindungspunkte 123a und 1236 sind durch das Ausgießen der öffnungen 23a und 236 entstanden. Diese wählbaren öffnungen 23a und 236 sind, wie bereits erwähnt, dadurch entstanden, daß entsprechend lange Bolzen 72 vor dem Herstellen den Kunststoffkörper 14 in die entsprechenden Bohrungen der Rippen 66 an den Stellen, welche als Anzapfungen für die Spulen vorgesehen sind, der er-

sten Gießform 50 gesteckt wurden. Aus der F i g. 4 ist weiter zu ersehen, daß die öffnungen 28a und 286, die zu den Anschlußstiften 26 führen, mit den metallischen Leitern 128a und 1286 ausgefüllt sind. Die F i g. 4 zeigt außerdem, daß der Kunststoffkörper 14 zwei voneinan-

der isolierte und ineinandergeschachtelte Spulen A, B

enthält, die mit den Anschlußstiften 26 verbunden sind.

Bedingt durch erforderliche Abstände zwischen den

Anzapfungsrillen 22a, 226 und den zugeordneten Brük-

kenrillen 24a, 246 auf der oberen Seite des Kunststoffkörpers 14 kann nur eine begrenzte Anzahl von möglichen Kombinationsverbindungen zu den Windungen bzw. den Spulen der Primär- und Sekundärwicklung hergestellt werden. Sollte es erforderlich sein, daß weitere Windungs- bzw. Spulenanzapfungen benötigt wer-

den, dann ist es möglich, diese auf der anderen Seite des Kunststoffkörpers 14 unterzubringen.

Durch die folgend beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für gegossene Spulen ist eine Verbesserung der Ansprechzeil

eines nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren gefertigten Impulstransformators möglich. Diese Modifikation hat die Aufgabe, die Induktivitäten der miteinander gekoppelten Spulen A, B zu verringern Wird z. B. in einer Spule nur ein Teil der vorhandenen

Windungen benötigt, dann sind die restlichen, nicht benötigten Windungen noch über den magnetischen Fluß angekoppelt, und bei einem Schaltvorgang ergeber sich dadurch längere Verzögerungen. Diese Verzögerungen können dadurch verhindert werden, daß an dei

Stelle, an welcher die Anzapfung der Spule erfolgt, die restlichen, nicht benötigten Windungen abgetrennt werden, wodurch sich die Induktivität dieser verkürz ten Spule verringert Diese Verkürzung der Spule isi

dadurch erreichbar, daß vor dem Herstellen des Kunststoffkörpers 14 die öffnung in der ersten Gießform 50 des auf die gewünschte Anzapfung folgenden Windungskanals 16 der gleichen Wicklung nicht mit einem langen Stift 68 versehen wird, sondern daß diese öffnung und die restlichen öffnungen verschlossen werden. Dadurch bildet sich beim Herstellen des Kunst-

Stoffkörpers 14 unter den verschlossenen öffnung kein Windungskanal, weil an dieser Stelle sich ein; preßter Kunststoff befindet. Der Leitungszug die Spule ist somit an dieser Stelle unterbrochen, d. h., folgenden Metall-Gießvorgang, in dem die Windun kanäle 16 mit flüssigem Metall ausgefüllt werden, ka dieses nur in die offenen Kanäle 16 fließen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

901 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von einlagigen elektrischen Spulen mit gegossenen Windungen auf einem Kern aus magnetisierbarem Material, nach Patent 1 900 392, bei dem zunächst der Kern unter Verwendung einer ersten Gießform derart in einen Kunststoff eingebettet wird, daß die sich bildende Kunststoffumhüllung an ihrer Oberfläche rinnenar-•ige Vertiefungen aufweist, welche durchlaufend, in der Art von Spulcnwicklungen, die den Kern umichlingen, angeordnet sind, wobei außerdem bei dem Verfahrensschritt des Einbettens des Kernes in Kunststoff eine Trägerplatte mit angegossen wird, in der Kanäle als Fortsetzung der rinneuartigen Vertiefungen angeordnet sind, und wobei dann die Spulen und deren Anschlüsse unter Verwendung einer zweiten Gießform im Metall-Spritzgußverfahren hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gießform (50) durch Rippen (66) in ihrem oberen Formteil (56a) so ausgestaltet ist, daß in dem sich bildenden Kunststoffkörper (14) von den zu jeder Spulenwindung (116, 118, 12Ox, 12Oy) gehörenden rinnenartigen Vertiefungen (2Ox) oder Kanälen (16) eine Anzapfungsrille (22a, 226) für eine Anzapfungsleitung (122a, 1226) zu einer Rille (24a, 246) für eine Brückenleitung (124a, 1246) führt und daß vor dem Einpressen des flüssigen Kunststoffs (54) in die erste Gießform (50) in Bohrungen, die sich durch die den Anzapfungsrillen (22a, 226) zugeordneten Rippen (66) und dem oberen Formteil (56a) erstrecken, zur Herstellung einer gewünschten leitenden Verbindung zwischen Spulenwindung und Brückenleitung (124a, 1246) ein die Rippe (66) durchdringender langer Bolzen (72) eingesetzt wird und daß in die restlichen Bohrungen kurze, die Rippen (66) nicht durchdringende Bolzen (70) eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Spulen (A, B) und ihrer Windungen dadurch gewählt wird, daß in wenigstens ein Formteil (56a, 566) der ersten Gießform (50) vor dem Einpressen des Kunststoffes (54) an (den Stellen, an denen in dem herzustellenden Kunststoffkörper (14) die Kanäle (16) vorgesehen •ind, Stifte (68) entsprechender Länge eingesetzt werden.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, unter Verwen- «dung eines ringförmigen Kerns aus magnetisierbarem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (64) in der ersten Gießform (50) so gewählt ist, daß der zu erzeugende Kunststoffkörper (14) eine scheibenförmige Form und eine Dicke auf-•weist, die der axialen Länge der Spulen (A, B) enttpricht, und daß die erste Gießform mit Rippen und Formgebilden versehen ist, die im Kunststoffkörper Rillen (22) für die gegossenen Anschlußverbindungen (122, 123, 128) zwischen den Spulenenden und in dem Kunststoffkörper eingebetteten und aus einer Seitenfläche ragenden Anschlußstiften (26) bilden.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Kanäle (16) im Kunst-Stoffkörper (14) wenigstens ein Formteil (566) der ersten Gießform (50) am Umfang des Kernes (12) in einem Abstand, der der Dicke der Isolierschicht 812