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Aus abgeschrägten Blechstreifen geschichteter Magnetkern, insbesondere für Transduktoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Schichtweise für Magnetkerne, die aus abgeschrägten
Blechstreifen zusammengesetzt sind. Die Erfindung ist insbesondere von Vorteil zur Herstellung von
Transduktorkernen aus in der Längsrichtung magnetisch orientierten Blechstreifen, jedoch auch für Kerne anderer Art, z. B. für Messwandler, Trafos, Schaltdrosseln u. dgl. verwendbar.
Ein Magnetkern, welcher aus Schichtelementen aufgebaut ist, die aus je zwei aufeinanderliegenden, untereinander gleichen Blechlagen bestehen, ist gemäss der Erfindung in der Weise ausgebildet, dass jede
Blechlage durch vier an einem Ende abgeschrägte und zu einem Rechteck zusammengesetzte streifenförmige Joch- und Schenkelbleche gebildet wird, wobei in jedem Rechteck jeweils das nicht abgeschrägte Ende eines Streifens auf dem abgeschrägten Ende des folgenden Streifens liegt, und dass zwei derartige Blechlagen zur Bildung eines Schichtelementes so aufeinandergelegt sind, dass die abgeschrägten Enden der Schenkel- bzw. Jochbleche einer Lage jeweils in der gleichen Ebene neben den abgeschrägten Enden der Joch- bzw. Schenkelbleche der andern Lage liegen.
Ein Magnetkern, der aus derart aufgebauten Schichtelementen besteht, lässt sich mit einem Eisenfüllfaktor von etwa 67% in den Joch- und Schenkelteilen aus Blechstreifen gleicher Breite ausbilden, ohne dass hiedurch eine Einschnürung des Kraftflusses im Magnetkreis entsteht. Die Verwendung von Blechstreifen gleicher Breite ist nicht nur aus fabrikatorischen Gründen besonders günstig, sondern auch deshalb, weil sich dadurch ein geringer Unterschied zwischen dem kürzesten und dem längsten Eisenweg ergibt. Ausserdem werden für den Aufbau des Kernes sowohl in den Jochen als auch in den Schenkeln nur untereinander gleiche Schnitte benötigt, wodurch ebenfalls die Herstellung vereinfacht wird.
Die Verwendung von an einem Ende abgeschrägten streifenförmigen Joch- und Schenkelblechen ist an sich bei einem Magnetkern bekannt, bei welchem jeweils ein Schenkelblech mit der abgeschrägten Kante an die abgeschrägte Kante des angrenzenden Jochbleches stumpf angeschweisst ist, so dass sich eine Schichtung aus L-förmigen Blechlagen ergibt. Es sind ferner Magnetkerne, insbesondere für Transduktoren, bekannt, bei welchen Blechstreifen, die an einem Ende abgeschrägt sind, an diesem abgeschrägten Ende von dem nicht abgeschrägten Ende des angrenzenden Blechstreifens überlappt werden.
Schliesslich sind auch geschichtete Magnetkerne, insbesondere für Transduktoren, bekannt, bei welchen die einzelnen Blechlagen aus vier zu einem Rechteck zusammengesetzten Blechstreifen bestehen, wobei in jedem Rechteck jedes Ende eines Streifens das Ende eines andern Streifens überlappt.
Bei diesen bekannten Kernen sind jedoch nicht alle die genannten vorteilhaften Eigenschaften der Kernanordnung gemäss der Erfindung gleichzeitig erfüllt.
Die Abschrägung der streifenförmigen Joch- bzw. Schenkelbleche des Kerns gemäss der Erfindung wird zweckmässig unter 450 vorgesehen, jedoch könnte der Abschrägungswinkel in gewissen Fällen auch grösser gewählt werden, jedenfalls aber kleiner als 900.
Der gemäss der Erfindung ausgebildete Magnetkern bietet auch im Bedarfsfalle die Möglichkeit, den Eisenquerschnitt in einem Schenkel und bzw. oder in den Jochen in an sich bekannter Weise zu verstärken, um zu erreichen, dass in dem andern Schenkel die Sättigung bei einem geringeren Wert des magnetischen Gesamtflusses eintritt als in den übrigen Kernteilen.
Der Querschnitt eines Schenkels und bzw. oder der Joche kann ohne Vergrösserung des Raumbedarfes des Kernes in an sich bekannter Weise dadurch verstärkt werden, dass in die zwischen aufeinanderfolgen-
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den Schichtelementen (Doppellagen) bestehenden Zwischenräumen rechteckige Blechstreifen eingeführt werden, deren Länge der Höhe bzw. Breite des Kernfensters entspricht.
Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung die Anwendung der Erfindung bei einem rechteckigen Kern, u. zw. zeigen Fig. 1 und 2 die in den Schenkeln bzw. Jochen geschichteten Blechstreifen, die an einem Ende unter 45 abgeschrägt sind und gleiche Breite aufweisen, Fig. 3 eine Lage eines Schichtelementes, Fig. 4 die andere Lage des Schichtelementes, Fig. 5 die Ansicht eines aus den aufeinanderliegenden Lagen nach Fig. 3 und 4 zusammengesetzten Schichtelementes, Fig. 6 in perspek- tivischer Ansicht den aus sechs Schichtelementen (Doppellagen) aufgebauten Kern, Fig. 7 die zusätzli- chen, zur Verstärkung eines Schenkels dienenden Blechstreifen.
Die in Fig. 3 gezeigte Lage ist aus den in Fig. 1 und 2 dargestellten Blechstreifen 1, 2,3, 4 in der Weise zusammengesetzt, dass jeweils das nicht abgeschrägte Ende eines Blechstreifens das abgeschrägte Ende des folgenden Streifens überlappt. In Fig. 3 ist der Streifen 2 an dem nicht abgeschrägten Ende abgebrochen, um die schraffiert angedeutete ÜberIappungsfläche zu veranschaulichen.
Die zweite Lage nach Fig. 4 ist in gleicher Weise zusammengesetzt, jedoch gegenüber der ersten Lage (nach Fig. 3) um die Mittellinie S-S umgeklappt. Zur Unterscheidung sind die einzelnen Bleche in Fig. 4 mit l', 2', 3', 4'bezeichnet.
Fig. 5 zeigt das Schichtelement, welches dadurch gebildet wird, dass die erste Lage (Fig. 3) auf die zweite Lage (Fig. 4) gelegt wird.
Fig. 6 zeigt einen aus mehreren derartigen Schichtelementen (Doppellagen) aufgebauten Magnetkern. Wie ersichtlich, ergibt sich bei dieser Schichtung in den Schenkeln und Jochen ein Eisenfüllfaktor von etwa 67%. Im Bedarfsfalle kann der Eisenqnerschnitt in einem Schenkel in einfacher Weise dadurch verstärkt werden, dass in die zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Schichtelementen gebildeten Zwischenräume 5 rechteckige Blechstreifen 6 eingeführt werden. Bei Verwendung von Blechstreifen 6, deren Länge der Höhe des Kernfensters entspricht, lässt sich in dem betreffenden Schenkel ein Eisenfüllfaktor von 100% erreichen.
Gegebenenfalls können auch die Joche des Kernes durch entsprechende Füllstreifen verstärkt werden.
Die Verstärkung des Eisenquerschnittes in einem Schenkel und bzw. oder in den Jochen kann auch dadurch erreicht werden, dass für diese Kernteile breitere Blechstreifen verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Geschichteter Magnetkern, insbesondere für Transduktoren, welcher aus Schichtelementen aufgebaut ist, die aus je zwei aufeinanderliegenden, untereinander gleichen Blechlagen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Blechlage durch vier an einem Ende abgeschrägte und zu einem Rechteck zusammengesetzte streifenförmige Joch- und Schenkelbleche gebildet wird, wobei in jedem Rechteck jeweils das nicht abgeschrägte Ende eines Streifens auf dem abgeschrägten Ende des folgenden Streifens liegt, und dass zwei derartige Blechlagen zur Bildung eines Schichtelementes so aufeinandergelegt sind, dass die abgeschrägten Enden der Schenkel- bzw. Jochbleche einer Lage jeweils in der gleichen Ebene neben den abgeschrägten Enden der Joch- bzw. Schenkelbleche der andern Lage liegen.
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Magnetic core layered from beveled sheet metal strips, especially for transducers
The invention relates to a new type of layer for magnetic cores made of beveled
Sheet metal strips are assembled. The invention is particularly advantageous for the manufacture of
Transductor cores made of sheet metal strips magnetically oriented in the longitudinal direction, but also for cores of other types, e.g. B. for instrument transformers, transformers, switching chokes, etc. Like. Usable.
A magnetic core, which is made up of layer elements, each consisting of two mutually identical sheet metal layers lying on top of one another, is designed according to the invention in such a way that each
Sheet metal layer is formed by four strip-shaped yoke and leg plates that are beveled at one end and combined to form a rectangle, with the non-beveled end of a strip in each rectangle lying on the beveled end of the following strip, and that two such sheet metal layers to form a layer element so are placed on top of one another so that the beveled ends of the leg or yoke plates of one layer are each in the same plane next to the beveled ends of the yoke or leg plates of the other layer.
A magnetic core, which consists of layer elements constructed in this way, can be formed with an iron fill factor of about 67% in the yoke and leg parts from sheet metal strips of the same width without constricting the flow of force in the magnetic circuit. The use of sheet metal strips of the same width is not only particularly advantageous for manufacturing reasons, but also because this results in a slight difference between the shortest and the longest iron route. In addition, the same cuts are only required for the construction of the core both in the yokes and in the legs, which also simplifies production.
The use of strip-shaped yoke and leg plates beveled at one end is known per se in a magnetic core, in which one leg plate is butt-welded with the beveled edge to the beveled edge of the adjacent yoke plate, so that a layering of L-shaped sheet metal layers is formed results. Magnetic cores, in particular for transducers, are also known in which sheet-metal strips which are beveled at one end are overlapped at this beveled end by the non-beveled end of the adjacent sheet-metal strip.
Finally, layered magnetic cores, in particular for transducers, are also known in which the individual sheet metal layers consist of four sheet metal strips assembled to form a rectangle, with each end of one strip overlapping the end of another strip in each rectangle.
With these known cores, however, not all of the mentioned advantageous properties of the core arrangement according to the invention are fulfilled at the same time.
The bevel of the strip-shaped yoke or leg plates of the core according to the invention is expediently provided at 450, but the bevel angle could in certain cases also be selected to be greater, but in any case less than 900.
The magnetic core designed according to the invention also offers the possibility, if necessary, of reinforcing the iron cross-section in one leg and / or in the yokes in a manner known per se in order to achieve saturation in the other leg at a lower value of the magnetic Total flow occurs than in the remaining core parts.
The cross section of a leg and / or the yokes can be reinforced in a manner known per se without increasing the space required by the core in that in the
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Rectangular sheet metal strips are introduced into the layer elements (double layers), the length of which corresponds to the height or width of the core window.
The drawing illustrates in a schematic representation the application of the invention to a rectangular core, u. 1 and 2 show the sheet metal strips layered in the legs or yokes, which are beveled at one end under 45 and have the same width, FIG. 3 shows a layer of a layer element, FIG. 4 shows the other layer of the layer element, FIG. 5 shows the view of a layer element composed of the layers lying on top of one another according to FIGS. 3 and 4, FIG. 6 shows a perspective view of the core made up of six layer elements (double layers), FIG. 7 shows the additional sheet metal strips used to reinforce a leg.
The position shown in FIG. 3 is composed of the sheet metal strips 1, 2, 3, 4 shown in FIGS. 1 and 2 in such a way that in each case the non-beveled end of a sheet metal strip overlaps the beveled end of the following strip. In FIG. 3, the strip 2 is broken off at the end that is not beveled in order to illustrate the overlapping area indicated by hatching.
The second layer according to FIG. 4 is composed in the same way, but with respect to the first layer (according to FIG. 3) it is folded over about the center line S-S. In order to distinguish them, the individual metal sheets in FIG. 4 are denoted by 1 ', 2', 3 ', 4'.
FIG. 5 shows the layer element which is formed in that the first layer (FIG. 3) is placed on the second layer (FIG. 4).
6 shows a magnetic core made up of several such layer elements (double layers). As can be seen, this layering results in an iron fill factor of about 67% in the legs and yokes. If necessary, the iron cross-section in one leg can be reinforced in a simple manner by inserting rectangular sheet metal strips 6 into the spaces 5 formed between each two successive layer elements. When using sheet metal strips 6, the length of which corresponds to the height of the core window, an iron fill factor of 100% can be achieved in the relevant leg.
If necessary, the yokes of the core can also be reinforced with appropriate filler strips.
The reinforcement of the iron cross-section in one leg and / or in the yokes can also be achieved by using wider sheet metal strips for these core parts.
PATENT CLAIMS:
1. Layered magnetic core, in particular for transducers, which is made up of layer elements, each consisting of two superimposed, mutually identical sheet metal layers, characterized in that each sheet metal layer is formed by four strip-shaped yoke and leg plates which are beveled at one end and assembled into a rectangle In each rectangle, the non-beveled end of a strip lies on the beveled end of the following strip, and that two such sheet metal layers are placed on top of one another to form a layer element in such a way that the beveled ends of the leg or yoke plates of one layer are in the same place Level next to the beveled ends of the yoke or leg plates of the other layer.