DE29817865U1

DE29817865U1 - Rod-shaped laminated core for electrical coils

Info

Publication number: DE29817865U1
Application number: DE29817865U
Authority: DE
Original assignee: Erich Grau Stanzwerk fur GmbH
Current assignee: Erich Grau Stanzwerk fur GmbH
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-02-10
Anticipated expiration: 2008-10-07

Description

Bar-shaped laminated core for electrical coils

Die Erfindung betrifft ein stabförmiges Blechpaket für elektrische Spulen, umfassend eine Vielzahl von Einzelblechen gleicher Länge, aber unterschiedlicher Breite, die stufenförmig unter Bildung eines annähernd kreisförmigen Paketquerschnittes aufeinandergestapelt und miteinander verbunden sind.The invention relates to a rod-shaped laminated core for electrical coils, comprising a plurality of individual sheets of the same length but different width, which are stacked on top of one another in steps to form an approximately circular core cross-section and are connected to one another.

In der Elektrotechnik und im Eiektromaschinenbau werden seit vielen Jahren Blechpakete verwendet, die aus gestanzten Einzelblechen geschichtet und durch Nieten, Schweißen, Kleben oder sonstige Verbindungsarten zu festen Paketen verbunden werden. Die Blechdicken der Einzelbleche liegen üblicherweise zwischen 0,2 und 0,1 mm.In electrical engineering and electrical machine construction, laminated cores have been used for many years. These are made up of individual punched sheets that are then joined together to form solid cores using rivets, welding, gluing or other methods. The thickness of the individual sheets is usually between 0.2 and 0.1 mm.

Ein besonderer Anwendungsbereich solcher Blechpakete sind Zündspulen. Bei Zündspulen wird mittels einer stromdurchflossenen Wicklung ein Magnetfeld im Blechpaket aufgebaut. Bei Unterbrechung des Ladestroms entsteht in einer zweiten, von der ersten Wicklung getrennten Wicklung eine hohe Spannung, die zur Erzeugung eines Zündfunkens verwendet wird.A special area of application for such laminated cores is ignition coils. In ignition coils, a magnetic field is built up in the laminated core by means of a current-carrying winding. When the charging current is interrupted, a high voltage is generated in a second winding, which is separate from the first winding, and this voltage is used to generate an ignition spark.

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Für Zündspulen wurden Kerne unterschiedlichster Geometrie verwendet. Neben Kernen mit drei Schenkeln (&Egr;-Geometrie) werden Kerne mit zwei Schenkeln (U- oder L-Geometrie) oder auch geschlossene Geometrien (O-Geometrie) verwendet. Außerdem werden häufig stabförmige Kerne (I-Geometrie) eingesetzt.Cores with a wide range of geometries are used for ignition coils. In addition to cores with three legs (ε-geometry), cores with two legs (U or L geometry) or closed geometries (O geometry) are used. Rod-shaped cores (I geometry) are also frequently used.

Allen beschriebenen Kernformen ist hierbei gemein, daß sie durch Aufeinanderschichten von Einzelblechen mit gleicher Außengeometrie entstehen. Für die Paketfertigung werden die Einzelbleche aufeinandergeschichtet an ihren Außenrändern an einer Ausrichtfläche ausgerichtet, um kompakte Pakete mit geraden und glatten Außenflächen zu erhalten. Diese Blechpakete haben daher immer rechteckige Querschnitte.What all of the core shapes described have in common is that they are created by stacking individual sheets with the same external geometry. For package production, the individual sheets are stacked on top of each other and aligned at their outer edges on an alignment surface in order to obtain compact packages with straight and smooth external surfaces. These sheet packages therefore always have rectangular cross-sections.

Auf die Pakete wird durch Isolierzwischenlagen vom Blechkern getrennt die Spulenwicklung geschoben oder der Spulenleiter wird direkt auf die Isolierzwischenlage gewickelt. Der rechteckige Querschnitt stellt dabei nicht die optimale Geometrie dar. Ideal im Hinblick auf den nutzbaren Magnetquerschnitt wäre ein runder Kernquerschnitt.The coil winding is pushed onto the packages, separated from the sheet metal core by insulating interlayers, or the coil conductor is wound directly onto the insulating interlayer. The rectangular cross-section does not represent the optimal geometry. A round core cross-section would be ideal in terms of the usable magnet cross-section.

Um sehr kompakte Zündspulen fertigen zu können, wurden deshalb in jüngster Zeit vermehrt stabförmige Blechkerne (I-Geometrie) verwendet, die in axialer Richtung eine an die Kreisform angenäherte Geometrie haben.In order to be able to produce very compact ignition coils, rod-shaped sheet metal cores (I-geometry) have recently been increasingly used, which have a geometry that approximates a circular shape in the axial direction.

Die runde Form wird bei diesen Kernen durch Aufeinanderschichten von Blechen gleicher Länge mit unterschiedlicher Breite erreicht. Hierbei müssen die Einzelbleche symmetrisch zu ihrer Längsmittelachse gestapelt werden. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, daß die Einzelbleche an äußeren Anschlagflächen nur in axialer Richtung ausgerichtet werden können, da nur an den Stirnflächen des Paketes eine durchgehende Außenkontur besteht. In radialer Richtung können die Bleche dagegen nicht an einer Außengeometrie ausgerichtet werden, da durch die unvermeidlichen fertigungsbedingten Blechdickenschwankungen der Einzelbleche am Paket nicht mehr sicher vorausbestimmt werden kann, in welcher Höhe relativ zum ersten Blech sich ein bestimmtes weiteres Blech befindet.The round shape of these cores is achieved by stacking sheets of the same length but with different widths. The individual sheets must be stacked symmetrically to their longitudinal center axis. However, this creates the problem that the individual sheets can only be aligned in the axial direction on external stop surfaces, since there is only a continuous external contour on the front surfaces of the package. In the radial direction, however, the sheets cannot be aligned to an external geometry, since the unavoidable manufacturing-related sheet thickness fluctuations of the individual sheets on the package mean that it is no longer possible to reliably predict at what height a certain additional sheet is located relative to the first sheet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blechpaket der eingangs genannten Art anzugeben, das auf einfache Weise eine präzise axiale und radiale Ausrichtung der Einzelbleche im Paket ermöglicht.The invention is based on the object of specifying a laminated core of the type mentioned at the outset, which enables a precise axial and radial alignment of the individual sheets in the core in a simple manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an mindestens einer Stirnfläche des Blechpaketes mindestens eine senkrecht zur Ebene der Einzelbleche über das ganze Paket verlaufende Nut oder Rippe ausgebildet ist. Vorzugsweise ist an beiden Stirnenden des Paketes eine solche Nut oder Rippe vorgesehen.This object is achieved according to the invention in that at least one groove or rib is formed on at least one end face of the laminated core, running perpendicular to the plane of the individual sheets over the entire core. Preferably, such a groove or rib is provided on both ends of the core.

Die Nuten bzw. Rippen ermöglichen auf einfache Weise eine präzise Blechausrichtung in axialer und radialer Richtung, indem an der Vorrichtung zum Schichten der Blechpakete komplementär geformte Rippen oder Nuten ausgebildet sind, die mit den entsprechenden Nuten oder Rippen an dem jeweiligen Blechpaket zusammenwirken.The grooves or ribs enable precise sheet alignment in the axial and radial directions in a simple manner by forming complementary shaped ribs or grooves on the device for layering the sheet stacks, which interact with the corresponding grooves or ribs on the respective sheet stack.

Für die Zentrierung und Ausrichtung besonders geeignet sind Nuten oder Rippen mit einem V-förmigen oder trapezförmigen Querschnitt mit nach außen divergierenden Flanken. Gegebenenfalls kann die Nut oder Rippe aber auch einen rechteckigen oder kreisbogenförmigen Querschnitt haben.Grooves or ribs with a V-shaped or trapezoidal cross-section with outward-diverging flanks are particularly suitable for centering and alignment. If necessary, the groove or rib can also have a rectangular or circular cross-section.

Die beigefügten Figuren erläutern die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:The attached figures explain the invention using exemplary embodiments. They show:

Fig. 1Fig.1

einen herkömmlichen Blechkern mit rechteckigem Querschnitt,a conventional sheet metal core with a rectangular cross-section,

Fig. 2 einen herkömmlichen stabförmigen Blechkern mit annäherndFig. 2 a conventional rod-shaped sheet metal core with approximately

kreisförmigem Querschnitt,circular cross-section,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Stirnfläche eines erfindungsgemäßenFig. 3 is a plan view of the front face of a

stabförmigen Kerns mit rundem Querschnitt und dierod-shaped core with round cross-section and the

Fig. 4 bis 11Fig. 4 to 11

jeweils eine Teildraufsicht auf ein Stirnende eines Kernes gemäß Fig. 3 mit unterschiedlicher Querschnittsform der Nuten und Rippen.each a partial plan view of a front end of a core according to Fig. 3 with different cross-sectional shape of the grooves and ribs.

Das in der Fig. 1 dargestellte Blechpaket 10 besteht aus Einzelblechen 12 gleicher Länge und gleicher Breite. Diese Einzelbleche 12 werden beim Aufeinanderstapeln an nicht dargestellten Anschlagflächen der StapeleinrichtungThe sheet package 10 shown in Fig. 1 consists of individual sheets 12 of the same length and width. These individual sheets 12 are held together by stop surfaces (not shown) of the stacking device when stacked on top of each other.

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ausgerichtet, so daß man ein Paket mit dem dargestellten rechteckigen Querschnitt erhält.so that a package with the rectangular cross-section shown is obtained.

Bei dem Paket in Bild 2 besitzen die Einzelbleche 12 gleiche Länge, jedoch unterschiedliche Breite und werden derart aufeinandergestapelt, daß man das in Fig. 2 dargestellte Blechpaket mit einem stufenförmigen, jedoch annähernd kreisförmigen Querschnitt erhält. Das setzt voraus, daß jedes Blech auf dem darunterliegenden Blech symmetrisch zu dessen Längsmittelachse angeordnet wird. Die gegenseitige Ausrichtung der Bleche bei dem Stapelvorgang bereitet jedoch Probleme.In the package in Figure 2, the individual sheets 12 have the same length but different widths and are stacked on top of one another in such a way that the sheet package shown in Figure 2 is obtained with a stepped but almost circular cross-section. This requires that each sheet is arranged on the sheet below it symmetrically to its longitudinal center axis. However, the mutual alignment of the sheets during the stacking process causes problems.

Um dieses Problem zu beseitigen, haben die Einzelbleche 12 an ihren Stirnenden jeweils eine Kerbe 14 oder eine Nase 16, die symmetrisch zur jeweiligen Längsmittelachse 18 jedes Einzelbleches 12 angeordnet ist. Die Kerben 14 oder Nasen 16 der aufeinandergeschichteten Einzelbleche 12 bilden in dem fertigen Paket eine Nut 20 bzw. eine Rippe 22 und ermöglichen eine problemlose Ausrichtung der Einzelbleche 12 beim Schichten des Blechpaketes 10 entlang einer Längssymmetrieachse desselben. Dies geschieht dadurch, daß eine Ausrichtfläche 24 einer im übrigen nicht dargestellten Stapeleinrichtung eine zum Eingriff mit den Kerben 14 der Einzelbleche 12 bzw. der resultierenden Nut 20 bestimmte Rippe 26 bzw. eine zum Eingriff mit den Nasen 16 bzw. der resultierenden Rippe 22 bestimmte Nut 28 hat, wie man dies in den Fig. 4 und 5 erkennt.In order to eliminate this problem, the individual sheets 12 each have a notch 14 or a nose 16 on their front ends, which is arranged symmetrically to the respective longitudinal center axis 18 of each individual sheet 12. The notches 14 or noses 16 of the stacked individual sheets 12 form a groove 20 or a rib 22 in the finished package and enable the individual sheets 12 to be easily aligned when the sheet package 10 is layered along a longitudinal axis of symmetry thereof. This is achieved by an alignment surface 24 of a stacking device (not shown) having a rib 26 intended for engagement with the notches 14 of the individual sheets 12 or the resulting groove 20 or a groove 28 intended for engagement with the noses 16 or the resulting rib 22, as can be seen in Figs. 4 and 5.

Im übrigen zeigen die Fig. 4 bis 11 vier bevorzugte Querschnittsformen der Nuten bzw. Rippen, nämlich einen V-förmigen Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt, einen trapezförmigen Querschnitt und einen kreisbogenförmigen Querschnitt.Furthermore, Figs. 4 to 11 show four preferred cross-sectional shapes of the grooves or ribs, namely a V-shaped cross-section, a rectangular cross-section, a trapezoidal cross-section and a circular arc-shaped cross-section.

Claims

1. Rod-shaped laminated core for electrical coils, comprising a plurality of individual sheets ( 12 ) of the same length but different width, which are stacked on top of one another in steps to form an approximately circular package cross-section and are connected to one another, characterized in that at least one groove (20) or rib ( 22) running perpendicular to the plane of the individual sheets (12 ) over the entire package ( 10 ) is formed on at least one end face of the laminated core ( 10 ).

2. Laminated core according to claim 1, characterized in that the groove ( 20 ) or rib ( 22 ) has a V-shaped cross-section.

3. Laminated core according to claim 1, characterized in that the groove ( 20 ) or rib ( 22 ) has a rectangular cross-section.

4. Laminated core according to claim 1, characterized in that the groove ( 20 ) or rib ( 22 ) has a trapezoidal cross-section with outwardly diverging or converging flanks.

5. Laminated core according to claim 1, characterized in that the groove ( 20 ) or rib ( 22 ) has a circular arc-shaped cross-section.