Verfahren zum Aufbringen von Wickelkernen mit nicht kreisförmigem Wickelfenster auf Spulen, z. B. auf Wieklungen von Transformatoren und Drosseln. Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Ver fahren zum Aufbringen von Wickelkernen mit nicht kreisförmigem Wäekel.fenster auf Spulen, z.
B. auf Wicklungen von Transfor matoren und Drosseln, bei dem der bandför mige Werkstoff vor,dem Aufbringen auf eine solche Form gewickelt wind, wie er auf die Wicklung zu .liegen, kommt, sodann wärme behandelt und nach Durchführung seines äussern Endes durch das die äusserste Kernwindung zu einer Schleife geformt sowie durch Drehen derselben, bei gesichertem innerem Ende, der fertige Kern gebildet wird.
Um die beim Umwickeln in den Fertigzustand auftretenden Unregel mässigkeiten auszugleichen, werden dabei im vorgewickelten Zustand des Kernes zwischen den Windungen, vorzugsweise an den ge krümmten .Stellen des Umfanges, Zwischen räume vorgesehen. Die Zwischenräume kön nen: durch Einwickeln von Zwischenlagen er zeugt werden, die etwa so dick sind wie das Wickelband selbst und bei oder nach der Wärmebehandlung wieder entfernt werden.
Es ist auch möglich, den Wickelkern aus an- eänanderstossenden einzelnen Bandteilen her zustellen, wobei sich die Zwischenräume an den vorteilhaft ,gegeneinander versetzt ange- ordneten Stossstellen der einzelnen Bandwin dungen befinden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterentwicklung des Gegen standes nach dem Hauptpatent und bezweckt die Erzielung eines guten Raumfaktors des Kernwerkstoffes innerhalb des Kernfensters der Spule.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird der gesamte Kern aus mehreren Winkelker nen :gebildet, die aus bandförmigem Werk stoff derselben Breite derart gewickelt wer den, dass der zusammengesetzte Querschnitt aller Wickelkerne den Querschnitt des Fen- sters,der Spule mindestens zu 80% ausfüllt.
Die einzelnen, den gesamten gern bildenden Wickelkerne können dabei aus übereinander angeordneten, seitlich versetzten Teilen her gestellt werden; doch können die einzelnen, den gesamten Kern bildenden Wickelkerne auch mit gleichmässig zueinander versetzten Bandwindungen hergestellt sein, wobei im letzteren Falle vorteilhaft der Querschnitt der im Kernfenster der Spule befindlichen Kernteile eine rhombusförmige Gestalt er hält.
Die Anwendung von bandförmigem Werkstoff derselben Breite für alle Einzel kerne bezw. Kernteile bringt neben herstel lungstechnschen Vorteilen noch eine -,vesent- liehe Vereinfachung der Lagerhaltung des bandförmigen Werkstoffes. mit sich.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsge genstandes sind in den Fig. 1 bis 4 darge- stellt.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Ausfüh rungsform der Erfindung, wobei zwei der Kernteile abgebrochen und im Schnitt darge stellt sind. F'ig. 2 zeigt eine Seitenansicht von Fig. 1. Fig. ss dient zur Erläuterung des Her stellungsverfahrens der einzelnen Kernteile und Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine teil weise im Schnittdargestellte weitere Aus führungsform der Erfindung.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte In duktionseinriehtung, beispielsweise ein Trans formator oder eine Drossel, besteht aus einer Wicklung 11 und vier radial angeordneten Kernteilen 12 bis 15. Es, ist dabei gleich gültig, ob die Wicklung 11 aus einem oder mehreren Wieklungsteilen besteht.
Die Wicklung 11 hat hierbei eine zylin drische Gestalt und besitzt die Längsachse C. Die Kernteile 12-15 bestehen aus bandför migem magnetischem Werkstoff, der zur Bil dung einer Anzahl übereinanderliegender Windungen spiralförmig flach übereinander- gewickelt ist. Die einzelnen Windungslagen berühren sieh mindestens an einer Seite der Kernteile, vorteilhaft an der Seite der Kern teile, die innerhalb des Spulenfensters 16 der Spule 11 zu liegen kommt.
Die einzelnen Kernteile der Induktionseinrichtung nach Fig. 1 und 2 bestehen aus mehreren Teilen 17-24, wobei die äussern Kernteile 21-24 die innern Kernteile 17-20 umgeben und gegenüber diesen etwas seitlich versetzt sind. Es entstehen auf diese Weise, wie aus Fig. 1 ersichtlich, abgestufte Wickelkerne, die so ineinanderpassen, dass das runde Spulen fenster 16 im wesentlichen davon ausgefüllt ist und innerhalb des Spulenfensters ein guter Raumfaktor des magnetischen Werk stoffes entsteht.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 beträgt die Dicke der äussern Kernteile etwa die Hälfte der Breite des bandförmigen Werkstoffes, wobei innerhalb des Kern fensters der Spule die äusserste Wickellage der äussern Kernteile 21-24 etwa mit der halben Breite an der Seitenfläche des benach- baxten äussern Kernes anliegt, wobei die be- nachbarten Kerne einen gegenseitigen Win kel von 90 aufweisen.
Auf diese \reise ent steht im Spulenfenster innerhalb des Kernes ein Kanal 25, durch den ein Kühlmittel, wie <B>01,</B> in welchem die Induktionseinrichtung ver.. senkt ist, strömen kann. Die Innenteile 17 bis 20 der Kerne 1,2-15 enthalten etwas weniger als 1/3 der gesamten Bandwindungen, so dass die Fläche des Kernquerschnittes im Fenster der Spule das letztere mindestens zu 80% ausfüllt.
Die Herstellung der einzelnen Wickel kerne 17-24 erfolgt wie im Hauptpatent be schrieben. Wie aus den Figuren ersichtlich. weist der bandförmige Werkstoff der äussern Teile 21-24 dieselbe Breite auf wie der Werkstoff der Innenteile 17-20. Dies ist herstellungsmässig gesehen hinsichtlich der Lagerhaltung des bandförmigen @'iTerkstoffes von Vorteil.
Dieses Merkmal ist ferner wäh- rend der Wärmebehandlung der vorgewiekel- tenKerne von besonderem Vorteil. Wie im Hauptpatent angeführt, ist es vorteilhaft, die auf die genaue Grösse vorgewickelten Kerne zur Erzielung der günstigsten magnetischen Eigenschaften einer Wärmebehandlung an unterziehen.
Da jedoch der bandförmige Werkstoff der innern und äussern KernteilE dieselbe Breite aufweist, so ist es nicht erfor- derlieh, die Versetzung der beiden Kern teile eines Kernes während der Wärmebe handlung vorzunehmen; auch ist es nicht not wendig, eine Trennung zwischen den beiden Bandteilen der beiden Kernteile zu voll ziehen. Hierdurch wird die Notwendigkeit der Anwendung von Füllteilen oder Dornen kom plizierter Gestalt beseitigt.
Es ist natürlich selbstverständlich, @dass die einzelnen Win- dungsteile während der Wärmebehandlung abgestützt sein müssen.
Der Kernwerkstoff der einzelnen Kerne, beispielsweise des Kernes 15, wird :dadurch einer Wärmebehandlung untemzogen, indem der Werkstoff auf einen Dorn 26 einfacher Gestalt (Fig. 3) mit einem etwas grösseren Querschnitt als dem Querschnitt der Wick lung 11 aufgewickelt wird. Die innern und äussern Kernteile 20 und 24 des Kernes.
15 werden dann auf den Dorn 26 gewickelt, ohne eine Versetzung des Kernteils 24 vom Kern teil 20 zu vollziehen. Die Teile 20-24 kön nen aus demselben ununterbrochenen band förmigen Werkstoff bestehen. Nach der Wärmebehandlung und nach der Abkühlung der Kerne werden diese von dem Dorn 26 abgenommen und, wie im Hauptpatent be schrieben, auf die Wicklung aufgebracht.
Dies kann dadurch geschehen, dass die Kern windungen, mit der innern Windung begin nend, auf die Spule 11 aufgebracht werden, so dass die einzelnen Windungen des band förmigen Kernes in derselben Reihenfolge und in derselben Grösse und Gestalt, die sie am wärmebehandelten Kern hatten, die Spule umgeben. Nach der Aufwicklung des innern Kernteils 20 werden die Windungen etwas versetzt weitergewickelt, so dass der äussere Kernteil 24 .gegenüber dem innern Kernteil 20 seitlich versetzt zu liegen kommt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, können sich die einzelnen benachbarten Bandwindungen um den ganzen Kern herum berühren, mit Ausnahme der obern Windungsteile 27 jedoch, wo zwischen den benachbarten Windungen Zwischen räume vorgesehen sind, welche die Aufbrin gung des Kernstoffes auf die Wicklung er leichtern. Diese Zwischenräume werden da durch gebildet, @dass zwischen -den einzelnen Windungen vor der Wärmebehandlung Zwi schenlagen angeordnet werden.
Es können auch mehr oder weniger, also beispielsweise nur zwei Kernteile Anwen dung finden. Auch können die einzelnen Kernteile zur Erzielung ineinandergreifender Querschnitte mehr als zwei seitlich versetzte Teile aufweisen. So kannbeispielsweise auch jede einzelne Bandlage gegenüber der Nach barlage versetzt werden. Bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 4 werden beispielsweise drei Kernteile 27, 28 und 29 angewendet.
Die einzelnen Bandlagen jedes Kernteils dieser Ausführungsform sind in seitlicher Richtung so gegenseitig ,gleichmässig versetzt, dass rhombische Querschnitte 30 entstehen. Die Versetzung gegenüber den einzelnen Win- dungslagen ist derart, @dass die Rhombus winkel abwechselnd 60 und 120 betragen, so dass die drei Kernteile im Spulenfenster gut zusammenpassen und ein. :
Sechseck bil den, welches von dem innern Umfang -der hohlen zylindrischen Wicklung 11 ohne wesentlichen unausgenutzten Raum umgeben ist. .Wie bei der Ausführungsform nach Fig.1 und 2 liegen die Kanten des bandförmigen Werkstoffes eines Kernes an der äussern Bandlage des benachbarten und winklig dazu angeordneten Kernes an.
Wenn die Erfindung auch nur beispiels weise an Drosseln und Transformatoren er- läutert ist, so ist es selbstverständlich, .dass sie auch auf Induktionsapparate anderer ArL Anwendung finden kann, so beispielsweise auch für Messwandler, Iyupinspulen und der gleichen.
Fernem ist die Erfindung mit den gleichen Vorteilen sowohl bei Induktionsein richtungen mit kreisförmigem Spulenfenster als auch bei solchen Einrichtungen mit nicht kreisförmigen. Spulenfenster anwendbar.
Method for applying winding cores with non-circular winding windows on spools, e.g. B. on vibrations of transformers and chokes. The main patent relates to a process for applying winding cores with non-circular Wäekel.fenster on coils, z.
B. on windings of transformers and chokes, in which the bandför shaped material winds before applying to such a form, as he is on the winding, then heat treated and after performing its outer end through the The outermost core turn is formed into a loop and the finished core is formed by turning the same with the inner end secured.
In order to compensate for the irregularities occurring when wrapping in the finished state, spaces are provided in the pre-wound state of the core between the turns, preferably at the curved. The gaps can: be created by wrapping intermediate layers that are about as thick as the wrapping tape itself and can be removed again during or after the heat treatment.
It is also possible to manufacture the winding core from adjoining individual tape parts, the intermediate spaces being located at the joints between the individual tape windings, which are advantageously offset from one another.
The present invention relates to an advantageous further development of the object according to the main patent and aims to achieve a good space factor of the core material within the core window of the coil.
According to the present invention, the entire core is formed from several angular cores, which are wound from strip-shaped material of the same width in such a way that the combined cross-section of all winding cores fills the cross-section of the window, the coil, at least 80%.
The individual, the entire like forming cores can be made of laterally offset parts arranged one above the other; however, the individual winding cores forming the entire core can also be made with evenly offset tape windings, in which case in the latter case the cross-section of the core parts located in the core window of the coil advantageously has a rhombus shape.
The application of strip-shaped material of the same width for all individual cores BEZW. In addition to advantages in terms of manufacturing technology, core parts also bring an essential simplification of the storage of the strip-shaped material. with himself.
Embodiments of the subject matter of the invention are shown in FIGS.
Fig. 1 shows a plan view of a Ausfüh approximate form of the invention, two of the core parts broken off and in section Darge provides. F'ig. Fig. 2 shows a side view of Fig. 1. Fig. Ss serves to explain the method of manufacturing the individual core parts and Fig. 4 is a plan view of a further embodiment of the invention, partly shown in section.
The illustrated in Figs. 1 and 2 in duktionseinriehtung, for example a transformer or a choke, consists of a winding 11 and four radially arranged core parts 12 to 15. It is irrelevant whether the winding 11 consists of one or more Wieklung parts consists.
The winding 11 here has a cylindrical shape and has the longitudinal axis C. The core parts 12-15 consist of bandför shaped magnetic material, which is helically wound flat on top of each other to form a number of superimposed turns. The individual winding layers touch see at least one side of the core parts, advantageously parts on the side of the core, which comes to lie within the coil window 16 of the coil 11.
The individual core parts of the induction device according to FIGS. 1 and 2 consist of several parts 17-24, the outer core parts 21-24 surrounding the inner core parts 17-20 and being offset somewhat laterally relative to them. In this way, as can be seen from FIG. 1, stepped winding cores which fit into one another so that the round coil window 16 is essentially filled and a good space factor of the magnetic material is created within the coil window.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the thickness of the outer core parts is approximately half the width of the strip-shaped material, with the outermost winding position of the outer core parts 21-24 being approximately half the width on the side surface of the adjacent inside the core window of the coil - Baxten outer core, the neighboring cores have a mutual angle of 90.
In this way, a channel 25 is created in the coil window within the core, through which a coolant, such as <B> 01, </B> in which the induction device is lowered, can flow. The inner parts 17 to 20 of the cores 1, 2-15 contain slightly less than 1/3 of the total tape windings, so that the area of the core cross-section in the window of the coil fills the latter to at least 80%.
The production of the individual winding cores 17-24 takes place as described in the main patent be. As can be seen from the figures. the strip-shaped material of the outer parts 21-24 has the same width as the material of the inner parts 17-20. From a production point of view, this is advantageous with regard to the storage of the strip-shaped material.
This feature is also of particular advantage during the heat treatment of the pre-bent cores. As stated in the main patent, it is advantageous to subject the cores, which have been pre-wound to the exact size, to a heat treatment in order to achieve the most favorable magnetic properties.
However, since the strip-like material of the inner and outer core parts has the same width, it is not necessary to move the two core parts of a core during the heat treatment; nor is it necessary to fully draw a separation between the two band parts of the two core parts. This eliminates the need to use filler parts or thorns in a complicated shape.
It goes without saying that the individual coil parts must be supported during the heat treatment.
The core material of the individual cores, for example the core 15, is: thereby subjected to a heat treatment in that the material is wound onto a mandrel 26 of simple shape (FIG. 3) with a slightly larger cross section than the cross section of the winding 11. The inner and outer core parts 20 and 24 of the core.
15 are then wound on the mandrel 26 without a displacement of the core part 24 from the core part 20 to complete. The parts 20-24 can NEN consist of the same continuous band-shaped material. After the heat treatment and after cooling the cores, they are removed from the mandrel 26 and, as described in the main patent, applied to the winding.
This can be done in that the core turns, beginning with the inner turn, are applied to the coil 11, so that the individual turns of the ribbon-shaped core in the same order and in the same size and shape that they had on the heat-treated core, surround the coil. After the inner core part 20 has been wound up, the turns are further wound slightly offset, so that the outer core part 24 comes to lie laterally offset with respect to the inner core part 20.
As can be seen from Fig. 2, the individual adjacent turns of tape can touch around the entire core, with the exception of the upper turn parts 27, however, where spaces are provided between the adjacent turns, which the Aufbrin supply of the core material on the winding it easier. These gaps are formed by the fact that intermediate layers are arranged between the individual windings before the heat treatment.
More or less, for example only two core parts, can also be used. The individual core parts can also have more than two laterally offset parts in order to achieve interlocking cross-sections. For example, each individual strip layer can be offset from the adjacent layer. In the embodiment according to FIG. 4, for example, three core parts 27, 28 and 29 are used.
The individual tape layers of each core part of this embodiment are mutually and evenly offset in the lateral direction so that rhombic cross-sections 30 are created. The offset with respect to the individual winding layers is such that the rhombus angles are alternately 60 and 120, so that the three core parts fit together well in the coil window. :
The hexagon is surrounded by the inner circumference of the hollow cylindrical winding 11 without any substantial unused space. As in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the edges of the strip-shaped material of a core rest against the outer strip layer of the adjacent core, which is arranged at an angle to it.
Even if the invention is only explained using chokes and transformers by way of example, it goes without saying that it can also be used on induction apparatuses from other ArLs, for example also for transducers, Iyupin coils and the like.
Furthermore, the invention is with the same advantages both in Induktionsein directions with circular coil window and in such devices with non-circular. Coil window applicable.