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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung für eine ein
magnetisch leitendes Kernelement aufweisende Spulenvorrichtung,
insbesondere für
einen Transformator oder eine Drossel, zur Verspannung des Kernelements
an der Spulenvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Spulenvorrichtung,
insbesondere einen Transformator oder eine Drossel.
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Bekannte
Montagevorrichtungen, mit denen Verbindungselemente, also insbesondere
Anschlussklemmen zur Verbindung von externen Zuführungsleitungen mit den Spulenwindungen
der Spulenvorrichtung, an der Spulenvorrichtung angebracht werden
können,
sind meist als einzelne Metallschienen ausgebildet und werden mit
Hilfe von Schrauben und Muttern an dem Kernelement, also beispielsweise
bei einem Transformator an dem Transformatorkern, montiert. Das
Kernelement weist dazu durchgängige
Bohrungen auf, durch die die Schrauben vollständig hindurchgeführt und
am anderen Ende mittels Muttern an dem Kernelement befestigt werden.
Die Schrauben dienen auch zum Verspannen des meist aus einzelnen
Blechen aufgebauten Kernelements.
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Bedingt
durch die Lage der Schrauben im Kernelement kann in den Schrauben
während
des Betriebes der Spulenvorrichtung ein Strom fließen, was
zu zusätzlichen
Wärmeverlusten
führt.
Um dies zu verhindern, sind die Schrauben meist aufwendig vom Kernelement
elektrisch isoliert, indem die Schrauben und/oder die Bohrungen
durch zusätzliche
Maßnahmen
(z.B. Einführung
einer Isolierhülse in
die Bohrung, Verwendung spezieller, elektrisch nicht leitender Schrauben,
...) elektrisch isoliert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montagevorrichtung für eine ein
magnetisch leitendes Kernelement aufweisende Spulenvorrichtung zur
Verspannung des Kernelements anzugeben, mit der das bei der bekannten
Montagevorrichtung auftretende Problem der zusätzlichen Wärmeverluste beseitigt wird.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine in Anspruch 1 angegebene Montagevorrichtung, die dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Montagevorrichtung zwei an gegenüber liegenden
Seiten des Kernelements anzubringende Formteile aufweist und dass
die Formteile jeweils mindestens einen Steg aufweisen zur Einbringung
in korrespondierende, in dem Kernelement angebrachte Bohrungen,
wobei die Stege so ausgestaltet und angeordnet sind, dass sich bei
an der Spulenvorrichtung angebrachter Montagevorrichtung Stege unterschiedlicher
Formteile nicht berühren.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, auf die für die bei
der bekannten Montagevorrichtung auftretenden zusätzlichen
Wärmeverluste
ursächlichen,
durch Bohrungen in dem Kernelement geführten Schrauben zu verzichten
und die Anbringung der Montagevorrichtung an der Spulenvorrichtung
völlig anders
zu lösen.
So werden insbesondere statt einer einzigen Metallschiene, die mittels
der Schrauben an dem Kernelement festgeschraubt wird, zwei Formteile
verwendet, die so ausgestaltet sind, dass sie an gegenüberliegenden
Seiten des Kernelements angebracht werden können und bevorzugt das Kernelement
von außen
umschließen.
Diese Formteile weisen Stege auf, die in die Bohrungen des Kernelements
hineinragen, wobei die Stege so ausgestaltet und angeordnet sind,
dass sich in montiertem Zustand Stege unterschiedlicher Formteile,
also insbesondere von gegenüberliegenden
Seiten in die Bohrung hineinragende Stege, nicht berühren. Dadurch können während des
Betriebs der Spulenvorrichtung auch keine Ströme quer durch die Stege mehr
fließen,
so dass die bei der bekannten Montagevorrichtung auftretenden Wärmeverluste
vermieden werden. Montageschrauben, die durch die Bohrungen geführt werden
müssten,
entfallen somit völlig.
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Die
erfindungsgemäße Montagevorrichtung ist
gleichwohl einfach ausgestaltet, lässt sich auf einfache Weise
und kostengünstig
herstellen und leicht an der Spulenvorrichtung montieren. Beispielsweise sind
die Formteile so ausgestaltet, dass sie jeweils in etwa die Hälfte des
Kernelements umschließen
und dass sie an den Berührungsstellen
Befestigungsmittel zur gegenseitigen Verbindung und Befestigung aufweisen,
insbesondere Löcher
zur Aufnahme von Montageschrauben. Bevorzugt werden also die beiden
Formteile an den Berührungsstellen
mittels Montageschrauben miteinander verschraubt, wobei das Kernelement
verpresst wird. Des weiteren kann dadurch auch ein Verrutschen der
Montagevorrichtung auf dem Kernelement verhindert werden.
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Die
Montagevorrichtung ist weiter bevorzugt so ausgestaltet, dass an
den Berührungsstellen
der Formelemente Kranösen
angeordnet sind zum Transport der Spulenvorrichtung. Anders als
die bekannte Montagevorrichtung kann die erfindungsgemäße Montagevorrichtung
auch zum Zwecke des Transports der Spulenvorrichtung, die bei größeren Dimensionen
auch mehrere Kilogramm wiegen kann, mittels der Kranösen verwendet
werden, da insbesondere durch die in die Bohrungen hineinragenden Stege
und die das Kernelement fest umschließenden Formteile entsprechende
Tragkräfte
aufgenommen und ein Verrutschen gegenüber der Spulenvorrichtung verhindert
werden.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung sind die Stege an dem ersten Formelement
an anderen Stellen angebracht als die Stege an dem zweiten Formelement.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass an dem ersten Formelement
nur Stege zum Hineinragen in die Bohrungen 1, 3, 5 usw.
vorgesehen sind, während
an dem zweiten Formelement nur Stege für die Bohrungen 2, 4, 6 usw.
vorgesehen sind. Dadurch können
die Stege auch länger
ausgebildet sein, so dass sie fast durch die jeweils korrespondierende
Bohrung vollständig
hindurchragen, wobei die Stege natürlich nicht so lang sind, dass
sie das gegenüberliegende
Formteil berühren.
Bei dieser Ausgestaltung können
die Stege auch entsprechend größere Tragkräfte aufnehmen.
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In
einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Länge der
Stege geringer ist als die Hälfte
der Dicke des Kernelements in Richtung der Bohrungen in dem Kernelement.
Dadurch kann grundsätzlich
in jede Bohrung von jeder Seite ein Steg hineinragen, ohne dass
sich die Stege berühren.
Natürlich
können
die Längen
der Stege auch anders und/oder unterschiedlich ausgestaltet sein,
solange sichergestellt ist, dass sich die aus unterschiedlichen
Richtungen in dieselbe Bohrung hineinragenden Stege nicht berühren.
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Ferner
ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestens ein Formelement einen
Erdungsanschluss aufweist, so dass nicht mehr, wie bei der bekannten Montagevorrichtung,
ein zusätzlicher
Erdungsanschluss an der Metallschiene montiert werden muss.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mindestens ein
Formteil Anschlusselemente aufweist zur fixierten, lösbaren Anbringung von
Verbindungselementen, insbesondere Anschlussklemmen. Somit erfüllt das
Formteil einen doppelten Zweck.
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Bevorzugt
ist ferner vorgesehen, dass die Anschlusselemente als Löcher zur
Aufrastung von Anschlussklemmen ausgebildet sind, so dass die Verbindungselemente
verrutschsicher an dem Formteil mit den Anschlusselementen montiert
werden können.
Bevorzugt sind die Anschlusselemente dabei so ausgestaltet, dass
die Verbindungselemente in montiertem Zustand nicht mehr seitlich
verschoben werden können,
was bei der bekannten Montagevorrichtung noch möglich ist und was häufig zu
einem Abreißen
von Anschlüssen
an den Verbindungselementen führt.
Um dies zu verhindern, werden bei der bekannten Montagevorrichtung
die Verbindungselemente häufig
mühsam
fixiert, beispielsweise durch mechanische Verformung der Metallschiene
oder durch Verwendung von Klebematerial. All dies entfällt bei
dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Spulenvorrichtung, insbesondere einen
Transformator und eine Drossel, mit einem magnetisch leitenden Kernelement,
mindestens einer Spulenwicklung und einer Montagevorrichtung der
oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Art.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1A eine
bekannte Montagevorrichtung in an einem Kernelement einer Spulenvorrichtung montiertem
Zustand,
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1B die
in 1A gezeigte bekannte Montagevorrichtung in Explosionsdarstellung,
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2A eine
erfindungsgemäße Montagevorrichtung
in an einer Spulenvorrichtung montiertem Zustand und
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2B die
in 2A gezeigte Montagevorrichtung in Explosionsdarstellung.
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In
den 1A und 1B ist
eine bekannte Montagevorrichtung in montiertem Zustand bzw. in Explosionsdarstellung
gezeigt. Von der Spulenvorrichtung, an der die Montagevorrichtung
angebracht ist, ist hier nur das Kernelement 1, hier ein
Transformatorkern, gezeigt, an dessen oberem Joch 2 die Montagevorrichtung
montiert ist. Dazu sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Durchgangsbohrungen 3 durch
das Joch 2 geführt,
durch die drei entsprechende Schrauben 10 der Montagevorrichtung zur
Befestigung einer Metallschiene 11 vollständig hindurchgeführt und
am anderen Ende mittels Muttern 12 befestigt werden. Dies
kann grundsätzlich
zu Wärmeverlusten
führen,
da während
des Betriebs durch die Schrauben grundsätzlich ein Strom fließen kann.
Deshalb ist es grundsätzlich
erforderlich, die Schrauben 10 gegenüber dem Kernelement 1 elektrisch
zu isolieren, beispielsweise durch Verwendung spezieller, elektrisch
isolierter Schrauben, was einen zusätzlichen Aufwand, insbesondere
zusätzliche Kosten,
verursacht. Trotz dessen können
auch bei nicht sachgerechter Ausführung Wärmeverluste auftreten.
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Die
Metallschiene 11 hat oft eine Höhe von 10 mm bzw. eine Nut
von 10 mm vom Rand des Jochs 2 des Kernelements 1 entfernt.
Diese 10 mm entsprechen damit genau dem erforderlichen Rastmaß standardisierter
Verbindungselemente, hier beispielsweise Transformatorklemmen 13 zum
Anschließen
von externen (nicht gezeigten) Verbindungsleitungen mit den (nicht
gezeigten) Spulenwicklungen. Auf der Metallschiene 11 können sich
die Klemmen 13 jedoch seitlich verschieben, wodurch die
an den Klemmen angebrachten Anschlüsse abreißen und es zu Ausfällen kommen
kann. Um dies zu verhindern, werden die Klemmen 13 häufig mühsam fixiert,
beispielsweise durch mechanische Verformung der Schiene 11 oder
durch Verwendung von Klebern.
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Schließlich muss
an der Schiene 11 ein zusätzlicher Erdungsanschluss 14 gesondert
montiert werden zum Anschluss einer Erdungsleitung. Ferner sind
zusätzlich
die auf den Schenkeln des Transformatorkerns 1 aufgewickelten
Spulen 4 erkennbar.
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In
den 2A und 2B ist
eine erfindungsgemäße Montagevorrichtung
in montiertem Zustand bzw. in Explosionsdarstellung gezeigt. Erkennbar
ist wiederum von der Spulenvorrichtung der Transformatorkern 1,
in dessen oberem Joch 2 sich drei Durchgangsbohrungen 3 befinden.
Auch hier sind zusätzlich
bereits die auf den Schenkeln des Transformatorkerns 1 aufgewickelten
Spulen 4 erkennbar.
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Die
erfindungsgemäße Montagevorrichtung umfasst
im wesentlichen zwei Formteile 20, 21, die so
ausgebildet sind, dass sie die Oberseite des Jochs 2 des
Transformatorkerns 1 umschließen. Beide Formteile 20, 21 weisen
bei der gezeigten Ausführungsform
eine der Anzahl der Bohrungen 3 entsprechende Anzahl von
Stegen 22 auf. Diese Stege 22 sind so ausgebildet
und an derartigen Stellen an den Formteilen 20, 21 angebracht,
dass sie bei Montage der Formteile 20, 21 an dem
Transformatorkern 1 in die Bohrungen 3 hineinragen.
Dabei ist die Länge
der Stege 22 so gewählt,
dass sich die Stege des Formteils 20 und die Stege des
Formteils 21 in montiertem Zustand nicht berühren, wodurch
Stromfluss durch die Stege beim Betrieb der Spulenvorrichtung verhindert
wird. Eine aufwendige Isolation, wie sie für die Schrauben 10 bei
der bekannten Montagevorrichtung erforderlich ist, kann bei der
erfindungsgemäßen Montagevorrichtung zwischen
den Stegen 22 und den Bohrungen 3 bzw. dem Transformatorkern 1 entfallen.
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Die
Formteile 20, 21 sind ferner so ausgestaltet,
dass sie sich an ihren Enden 23, 24 berühren und
dort mittels zweier einfacher Montageschrauben 25, die
unisoliert sein können,
zusammen montiert werden. Dadurch wird auch eine gewisse Verklemmung
der Formteile mit dem Transformatorkern 1 erreicht, um
möglichst
ein Verrutschen der Montagevorrichtung gegenüber dem Transformatorkern zu verhindern.
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Das
Formteil 21 ist an seiner, von dem Transformatorkern 1 wegweisenden
Seitenlänge
als parallel zur Oberseite des Jochs 2 liegende Schiene 26 mit Löchern 27 am
vorderen umgeklappten Rand ausgebildet. Diese Schiene 26 mit
den Löchern 27 dient
als Anschlusselement zur fixierten, lösbaren Anbringung der Anschlussklemmen 13,
die bei dieser Ausgestaltung verrutschsicher aufgerastet werden
können.
Zusätzliche
Maßnahmen
zum Verhindern eines Verrutschens der Anschlussklemmen, wie es bei
der bekannten Montagevorrichtung erforderlich ist, ist bei dieser
Ausgestaltung nicht mehr erforderlich.
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Ferner
ist bei der gezeigten Ausführungsform
ein Erdungsanschluss 28 für die Spulenvorrichtung bereits
in dem Formteil 21 integriert. Durch zusätzlich eingebrachte
Bohrungen 29 in dem Formteil 21 können zudem
weitere Anbauteile einfach montiert werden.
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Ferner
sind bei der gezeigten Ausführungsform
an den Enden 23, 24 der Formteile 20, 21 Löcher 30 eingearbeitet.
Diese können
als Kranösen, u.a.
zum Transport der Spulenvorrichtung, dienen. Die in die Bohrungen 3 hineinragenden
Stege 22 nehmen dabei einen großen Teil der Tragkräfte auf.
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Verglichen
mit der bekannten Montagevorrichtung können bei der erfindungsgemäßen Montagevorrichtung
keine Ströme
durch irgendwelche Montageelemente fließen, die zur Montage durch Querbohrungen
in dem Kernelement hindurchgeführt werden
müssten.
Dadurch wird das Auftreten von zusätzlichen Wärmeverlusten aufgrund solcher
Ströme vollständig vermieden.
Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung
lässt sich
zudem einfach und kostengünstig
herstellen, ist leicht zu montieren und bietet weitere Vorteile.
Beispielsweise können
bei entsprechender Ausgestaltung die Verbindungselemente, insbesondere
Anschlussklemmen, leicht und verrutschsicher aufmontiert werden,
die Montagevorrichtung kann auch zum Transport der Spulenvorrichtung
verwendet werden, und es lassen sich leicht weitere Bauteile montieren.
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Die
Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere
können
die Verbindungsstege auch hinsichtlich ihrer Form, Anzahl und Anordnung
anders ausgestaltet sein, wobei bei allen Ausgestaltungen zu gewährleisten
ist, dass sich Stege innerhalb der Bohrungen in dem Kernelement
nicht berühren.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Anwendung bei einem Transformator
beschränkt, sondern
kann grundsätzlich
bei allen Spulenvorrichtungen, die einen magnetisch leitenden Kern
aufweisen und bei denen das Problem der Wärmeverluste aufgrund von durch
den Kern führenden
Montageelementen auftreten kann, angewendet werden.