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Einrichtung zur Abschirmung von magnetischen Wechselfeldern
Zum Schutz von elektrischen Einrichtungen gegen Einflüsse von magnetischen Wechselfeldes werden üblicherweise Hauben oder Hüllen oder haubenförmige Gitter aus elektrisch leitendem Material verwendet.
In der Starkstromtechnik treten bei Drosselspulen ohne Eisen und solchen mit grossem Luftspalt sehr starke magnetische Wechselfelder auf, deren Abschirmung aus folgenden Gründen Schwierigkeiten macht :
Ein Gehäuse aus magnetisierbarem Material vergrössert die Selbstinduktion, jedoch je nach der ferromagnetischen Sättigung in verschiedenem Ausmass. Es geht die Eindeutigkeit der Selbstinduktion verloren, bei Kurzschlussdrosselspulen verursacht, wenn das Gehäuse nicht wesentlich grösser ausgeführt wird als die eingeschlossene Drosselspule, der Dauertrom einen höheren auf den Strom bezogenen Spannungsabfall als der Kurzschlussstrom, was beides unerwünscht ist.
Die magnetische Zugkraft wird bei unsymmetrischem Kurzschluss unzulässig hoch, die Eisenverluste im Gehäuse sind unerwünscht und führen meist schon im Dauerbetrieb zu unzulässiger Erwärmung.
Ein unmagnetisches Gehäuse, Gitterkäfig cd. dgl. führt ebenfalls zu unerwünschten Verlusten und, wenn Raum gespart werden soll, ebenfalls zu unzulässiger Erwärmung ; die bezogene Selbstinduktion wird wohl unabhängig von der Stromstärke, jedoch etwas abhängig von der Frequenz vermindert.
Es ist bekannt, für Hochfrequenzspulen und Transformatoren Abschirmungen aus schuppenartig angeordneten Blechteilen aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material zu verwenden. Zur Verminderung der Feldverluste und der Kraftwirkungen sind die einzelnen Blechteile miteinander durch Falzverbindungen verbunden, wobei die Zwischenräume zwischen den Falzen durch eine isolierende Masse ausgefüllt sind. Diese bekannten Abschirmungen sind als ganze vorfabriziert und in ihrer Form nicht veränderbar.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abschirmung von magnetischen Wechselfeldern mittels schuppenartig angeordneter Blechteile aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material, de durch Falze miteinander verbunden und durch Zwischenlagen voneinander isoliert sind, deren Profil gleich oder angenähert gleich ist dem Profil der Zwischenräume zwischen den Falzen. Erfindungsgemäss sind die Blechteile am Rande hakenförmig profiliert, wobei als Zwischenlagen lose zwischen den durch die hakenförmige Profilierung gebildeten Falzen eingelegte Isolierstäbe dienen, derart, dass die Blechteile gegeneinander beweglich sind.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Blechteile zufolge ihrer Befestigung aneinander seine Beweglichkeit gegeneinander aufweisen, so dass die ganze Abschirmung der Form des abzuschirmenden Magnetfeldes, sowie der Gestalt des abzuschirmenden Gegenstandes angepasst werden kann, wodurch die Wirkung der Abschirmung auf ein Optimum eingestellt werden kann, d. h. dass die Verluste sich auf ein Minimum reduzieren lassen und bei geringerer Kurzschlusskraft eine wirksamere Feldabschirmung erzielt werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine Anordnung von Blechstreifen 1, die an beiden Rändern hakenförmig profiliert sind und mit den durch die Profilierung gebildeten Falzen ineinandergehängt sind. In die Zwischenräume zwischen den Falzen sind Isolierstäbe 2 mit Z-förmigem Profil lose eingelegt, so dass die Blechstreifen 1 gegeneinander in einem gewissen Ausmass verschwenkbar sind. Hiedurch lässt sich die ganze Anordnung verschiedenen Formen des abzuschirmenden Gegenstandes bzw. des abzuschirmenden Feldes anpassen. Der Zusammenhalt zwischen den Blechtafeln 1 ist dadurch gewährleistet, dass die ganze
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Anordnung quer zur Blickrichtung auf Zug und die Isolierstäbe 2 nur auf Druck beansprucht sind. Um ein Abrutschen der Falze unter dem Zug zu verhindern, sind diese um einen Winkel a zurückgebogen.
Die Falze sind unsymmetrisch ausgebildet, da hiedurch eine bequemere Befestigung möglich ist und die ganze inoidnung biegsamer wird, so dass auch runde Eisenteile damit überzogen werden können.
Diese Anordnung ist in besonderer Weise zur Abschirmung von Drosselspulen geeignet, wobei die Blechstreifen längs der Spulenachse anzuordnen sind. Hiebei ist es nicht erforderlich, die ganze Drosselspule zu umschliessen, sondern es genügt, nur jene Gegenstände in der Nähe der Drosselspule abzuschirmen, auf die ohne Abschirmung unzulässige Kräfte, Erwärmung oder eine aus besonderen Gründen (z. B.
Messgenauigkeit) unzulässige Beeinflussung ausgeübt werden würde.
In Fig. 2 ist eine Anordnung von Blechtafeln 3 im Querschnitt dargestellt, die am Rande rundgerollt sind, so dass sich Falze mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt ergeben. Die Isolierstäbe sind hier rund ausgebildet, wodurch eine Verdrehung der Blechtafeln 3 ohne elastische Verformung ermöglicht ist. Die Verdrehung ist durch den Abstand a zwischen den Falzen verschiedener Blechtafeln begrenzt. Zur leichteren Montage können auch hier die Blechtafeln unsymmetrisch ausgebildet werden.
Zur besseren Isolierung zwischen den Blechtafeln ist es vorteilhaft, die Isolierstäbe 4 aus zwei Teilstäben mit halbkreisförmigem Querschnitt zusammenzusetzen, die durch Stifte 5 zusammengehalten sind und zwischen denen ein Isolierstreifen 6 eingelegt ist, der zum Teil um den Isolierstab gewickelt ist und so breit ist, dass sich tangentiale Ansätze ergeben, die durch die Fugen zwischen den Blechtafeln hindurchragen.
Als Zwischenlagen zwischen den Blechtafeln lassen sich an Stelle von runden Isolierstäben auch anders geformte Einlageieile verwenden, beispielsweise Metalleinlagen, die mit Isolierstreifen umwunden sind. Wegen der schiefsymmetrischen Gestalt des Zwischenraumes zwischen den Falzen erweist es sich als vorteilhaft, die Einlagen aus zwei gleichprofilierten Teilen zusammenzusetzen, die gegeneinander versetzt und durch Stifte zusammengehalten sind.
Es sind noch andere Ausführungsformen der Erfindung, insbesondere in der Ausbildung zur gegenseitigen Befestigung der Blechteile denkbar. Z. B. könnei die Blechteile als polygonale Schuppen ausgeführt und in beiden Hauptachsen mit Ansätzen versehen sein, die so umgebogen werden, dass zwischen den übereinander gelegten Blechteilen Z-förmige Fugen entstehen, in die zur gegenseitigen Befestigung der Blechteile Z-förmige Isolierstäbe eingelegt werden können. Diese schuppenartig Ausführung der Blechteile wird man aber nur anwenden, wenn es keine bevorzugte Kraftlinienrichtung gibt und die Verluste unzulässig hoch sind.
Gegebenenfalls kann es auch zweckmässig sein, die Blechteile als längere Platten auszubilden und schachbrettartig anzuordnen, u. zw. derart, dass sie reihenweise mittels runder Isolierstäbe kettenartig miteinander verbunden sind. Der dadurch entstehende Schuppenpanzer ist vorzugsweise in der Diagonalrichtung biegsam, in allen andern Richtungen hingegen versteift. Zur Erzielung einer lückenlose Abschirmung ist es vorteilhaft, die Platten mit seitlichen Ansätzen zu versehen, mit denen sich die benachbarten Platten verschiedener Reihen überdecken, ohne sich zu berühren. Diese Abschirmung lässt sich quer zur Richtung der Isolierstäbe krümmen und dadurch an die Form des abzuschirmenden Gegenstandes gut anpassen.
Wenn der abzuschirmende Eisenteil sich so nahe bei der Spule befindet und die magnetische Feldstärke so gross ist, dass ohne Abschirmung weder die magnetische Zugkraft noch die Erwärmung im Eisen zulässig wäre, kann man auch, um Verluste zu vermeiden, zwei oder mehr Abschirmungen verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Abschirmung von magnetischen Wechselfeldern mittels schuppenartig angeordneter Blechteile aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material, die durch Falze miteinander verbunden und durch Zwischenlagen voneinander isoliert sind, deren Profil gleich oder angenähert gleich ist dem Profil der Zwischenräume zwischen den Falzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechteile am Rande hakenförmig profiliert sind und dass als Zwischenlagen lose zwischen den nurch die hakenförmige Profilierung gebildeten Falzen eingelegte Isolierstäbe dienen, derart, dass die Blechteile gegeneinander beweglich sind.