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Die Erfindung betrifft einen geteilten Transformator für ein Haushaltsgerätesystem, wobei der Transformator eine primärseitige Transformatorhälfte mit einer primärseitigen schalenförmigen Kernhälfte und einer in eine Ringnut der primärseitigen Kernhälfte eingebrachten Primärspule sowie eine sekundärseitige Transformatorhälfte mit einer sekundärseitigen schalenförmigen Kernhälfte und einer in eine Ringnut der sekundärseitigen Kernhälfte eingebrachten Sekundärspule aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Haushaltsgerätesystem aus einer Basisstation und mindestens einem Aufsatzgerät, wobei die Basisstation eine primärseitige Transformatorhälfte eines geteilten Transformators und das mindestens eine Aufsatzgerät jeweils eine sekundärseitige Transformatorhälfte des geteilten Transformators aufweist.
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Es sind geteilte Transformatoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die primärseitige Transformatorhälfte einen Teil einer stationären Basisstation und die sekundärseitige Transformatorhälfte einen Teil eines elektrisch betreibbaren Aufsatzgeräts darstellt. Das Aufsatzgerät kann z. B. ein Topf, eine Pfanne, ein Haushaltskleingerät wie ein Toaster oder eine Espressomaschine usw. sein. Die primärseitige Transformatorhälfte erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, welches an der sekundärseitigen Transformatorhälfte eine Induktionsspannung erzeugt, die zum Betreiben des Aufsatzgeräts dient. Bisher sind die beiden Transformatorhälften gleich bzw. spiegelbildlich ausgeführt. Dies erlaubt eine preiswerte Herstellung und ermöglicht eine magnetische Kopplung mit einem hohen Wirkungsgrad. Die magnetische Kopplung ist am stärksten, wenn die beiden Transformatorhälften ohne einen seitlichen Versatz, also zentriert zueinander, aufeinander liegen. Tritt ein seitlicher Versatz zwischen den Transformatorhälften auf, verringert sich die magnetische Kopplung, bis sie ab einem kritischen Versatz abreißt. Solche geteilten Transformatoren sind beispielsweise aus
DE 10 2006 017 802 A1 ,
DE 10 2006 017 800 A1 ,
DE 10 2004 003 119 A1 oder
DE 103 43 001 A1 bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere eine Kopplung zwischen zwei Transformatorhälften eines geteilten Transformators bei einem Versatz der Transformatorhälften zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst mittels eines geteilten Transformators für ein Haushaltsgerätesystem. Der geteilte Transformator weist eine primärseitige Transformatorhälfte mit einer primärseitigen schalenförmigen Kernhälfte und einer in eine Ringnut der primärseitigen Kernhälfte eingebrachte Primärspule auf. Der geteilte Transformator weist ferner eine sekundärseitige Transformatorhälfte mit einer sekundärseitigen schalenförmigen Kernhälfte und einer in eine Ringnut der sekundärseitigen Kernhälfte eingebrachten Sekundärspule auf. Die primärseitige Transformatorhälfte kann beispielsweise an einer Basisstation angeordnet sein, und die sekundärseitige Transformatorhälfte an einem Aufsatzgerät. Ferner ist die Ringnut einer der Kernhälften breiter ist als die Ringnut der anderen Kernhälfte.
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Die breitere Ringnut weist in anderen Worten eine senkrecht zu einer Zylinderachse der Kernhälfte größere Ausdehnung auf als die schmalere Ringnut. Durch die Verbreiterung der Ringnut kann eine Leistungsübertragung bei einem größeren Versatz aufrechterhalten werden als bei zwei gleichen, nicht verbreiterten Ringnuten. Insbesondere kann durch eine Anpassung bereits nur einer der Transformatorhälften eine erhöhte Versatztoleranz erreicht werden, was einen Anpassungsaufwand verringert. Auf eine bei einem geringen maximal erlaubten bzw. kritischen Versatz benötigte mechanische Zentrierung kann verzichtet werden.
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Der Einbau der Transformatorhälften geschieht für einen hohen Kopplungswirkungsgrad vorzugsweise so, dass die magnetische Feldrichtung zwischen den Transformatorhälften im Wesentlichen senkrecht steht, z. B. durch einen waagerechten Einbau.
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Die beiden Transformatorhälften können im Wesentlichen (z. B. bis auf für ihre magnetische Wirkung vernachlässigbare Leitungsdurchführungen) um ihre jeweilige Zylinderachse rotationssymmetrisch aufgebaut sein, so dass das Aufsatzgerät bei einem in alle seitlichen Richtungen gleichen kritischen Versatz beliebig orientiert aufgestellt werden kann.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die mittleren Durchmesser der Ringnuten im Wesentlichen gleich sind. So kann eine Richtungsunabhängigkeit der Versatztoleranz erreicht werden. Bei versatzlosem Aufsatz der beiden Transformatorhälften liegen die beiden Ringnuten somit konzentrisch übereinander.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Breite der breiteren Ringnut um einen Faktor 1,25 bis 1,75 größer ist als eine Breite der schmaleren Ringnut. Dies hat sich als ein bevorzugter Bereich zur Erlangung einer ausreichenden Versatztoleranz bei gleichzeitig kompakter, auf Haushaltsgeräte abgestimmter Baugröße ergeben.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Kernhälfte mit der schmaleren Ringnut breiter ist als die Kernhälfte mit der breiteren Ringnut. So kann eine weitgehende oder sogar vollständige Überdeckung und folglich gute Kopplung auch bei dem vergrößerten kritischen Versatz erreicht werden.
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Es ist eine besondere Ausgestaltung, dass die breitere Kernhälfte um einen Faktor 1,05 bis 1,2 breiter ist als die schmalere Kernhälfte. Dies hat sich als ein bevorzugter Bereich zur Erlangung einer ausreichenden Kopplung zwischen den Transformatorhälften bei gleichzeitig kompakter Baugröße ergeben.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Ringnut der sekundärseitigen Kernhälfte breiter ist als die Ringnut der primärseitigen Kernhälfte. Da die primärseitige Transformatorhälfte der Basisstation typischerweise nicht ausgetauscht wird, kann eine Versatztoleranz der Leistungsübertragung durch eine Anpassung lediglich des Aufsatzgeräts erfolgen und individuell auf das Aufsatzgerät abgestimmt werden. Dabei hängt ein zur Verfügung stehender Bauraum meist von der Größe des Aufsatzgeräts ab.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass ein Durchmesser der Kernhälften jeweils zwischen 10 mm und 200 mm beträgt, insbesondere zwischen 60 mm und 150 mm. So lassen sich eine große Leistungsübertragungsfläche und eine gute Versatztoleranz mit einer zur Verwendung mit typischen Einbaugrößen ausreichend kompakten Bauweise kombinieren. Es ist eine dazu besondere Weiterbildung, dass der Durchmesser der primärseitigen Kernhälfte zwischen 125 mm und 150 mm beträgt.
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Der Kern oder die Kernhälften ist bzw. sind allgemein vorzugsweise so gestaltet, dass der magnetische Fluss möglichst in dem Kern bzw. den Kernhälften bleibt, um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass ein Durchmesser eines Mittelzapfens der Kernhälfte mit der schmaleren Ringnut um einen Faktor 1,4 bis 1,6 größer ist als der Durchmesser eines Mittelzapfens der Kernhälfte mit der breiteren Ringnut.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass ein radialer Abstand einer inneren Seitenwand der Ringnut von einer Mantelfläche der Kernhälfte für beide Kernhälften im Wesentlichen gleich ist. In anderen Worten ist auch eine kombinierte Breite der Ringnut und eines die Ringnut außenseitig umgebenden Außenrings der jeweiligen Kernhälften im Wesentlichen gleich.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass ein minimales Spaltmaß zwischen 1 mm und 10 mm, insbesondere zwischen 1,5 mm und 4,5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm, insbesondere bei ca. 4 mm, liegt. Es hat sich herausgestellt, dass ein solches Spaltmaß eine ausreichend feste Abdeckung der Transformatorhälften bei einem gleichzeitig hohen Kopplungswirkungsgrad ermöglicht.
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Die Kernhälften sind vorzugsweise als Ferritkerne bzw. Ferritkernhälften ausgestaltet.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass eine Wicklungszahl der Primärspule und der Sekundärspule jeweils gleich oder weniger als zwölf, insbesondere zwischen sieben und zehn, insbesondere acht, beträgt. Allgemein kann die Wicklungszahl der Primärspule und der Sekundärspule gleich oder unterschiedlich sein; ist jedoch bevorzugt gleich.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Primärspule mit einer Arbeitsfrequenz zwischen 90 kHz und 400 kHz betrieben wird. In diesem Arbeitsfrequenzbereich sinkt mit zunehmender Arbeitsfrequenz die Baugröße des Transformators, welche maßgeblich durch die Arbeitsfrequenz bestimmt wird. Ab ca. 400 kHz kann somit praktisch keine Baugrößenverringerung mehr durch eine Arbeitsfrequenzerhöhung erreicht werden.
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Der Arbeitsfrequenzbereich zwischen 90 kHz und 175 kHz, insbesondere zwischen 100 kHz und 150 kHz, hat sich als ein besonders bevorzugter Bereich erwiesen. Insbesondere wird eine Arbeitsfrequenz von ca. 100 kHz bei der höchsten Ausgangsleistung bis hin zu ca. 150 kHz bei einer reduzierten Ausgangsleistung bevorzugt. Der obere Grenzwert der Arbeitsfrequenz von ca. 150 kHz dieser Auswahl stellt bei einem offenen Übertragungssystem die Startfrequenz typischer leitungsgebundenen Störgrößen bei der EMV-Messung dar. Der untere Grenzwert von ca. 100 kHz wird durch die Handhabbarkeit oder das Volumen des Transformators aufgrund praktischer Überlegungen bestimmt.
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Die Arbeitsfrequenz kann allgemein abhängig von der zu übertragenden Leistung einstellbar sein. Die Arbeitsfrequenz kann automatisch durch die Basisstation eingestellt werden.
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Die einzelnen Wicklungen der Spulen liegen nebeneinander oder aufeinander, bevorzugt einlagig als eine ebene Spule nebeneinander, besonders bevorzugt aneinandergrenzend oder mit einem nur geringen Abstand auf einem Boden der Ringnut befindlich.
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Die Primärspule und/oder die Sekundärspule können z. B. aus HF-Litze oder Lackdraht bestehen.
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Die Kerne können ein Loch zur Durchführung der Spulendrähte aufweisen.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die primärseitige Kernhälfte eine primärseitige Signalspule aufweist, welche an einer (äußeren) Mantelfläche der primärseitigen Kernhälfte angebracht ist, und dass die sekundärseitige Kernhälfte eine sekundärseitige Signalspule aufweist, welche an einer Mantelfläche der sekundärseitigen Kernhälfte angebracht ist.
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Die Signalspulen können z. B. in der jeweiligen Ringnut untergebracht sein. Es wird bevorzugt, dass ein Übersetzungsverhältnis der Signalspulen, d. h. das Verhältnis der Wicklungszahl der primärseitigen Signalspule(n) zu der Wicklungszahl der sekundärseitigen Signalspule(n), von 10:1 bis 1:10 reicht. Insbesondere bevorzugt wird ein Übersetzungsverhältnis von 1:1.
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Die Wicklungszahl der Signalspulen kann gleich oder unterschiedlich sein. Die Wicklungszahl der Signalspulen beträgt bevorzugt jeweils eins.
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Die Leistungsspulen (Primärspule und Sekundärspule) und die Signalspulen können beide in der jeweiligen Ringnut untergebracht sein, z. B. direkt nebeneinander liegend oder so, dass die Signalspule an einer Seitenwand der Ringnut angebracht ist. Alternativ kann die Signalspule an einer Außenseite der jeweiligen Kernhälfte angebracht sein, um eine Qualität der Datenübertragung von dem Versatz weitgehend zu entkoppeln.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Transformatorhälften eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Insbesondere kann die ortsfeste primärseitige Transformatorhälfte dicker ausgeführt sein (eine größere Höhe aufweisen), da ihr Gewicht, im Gegensatz zu der sekundärseitigen Transformatorhälfte in dem von dem Nutzer zu bewegenden Aufsatzgerät, kaum eine Rolle spielt. Die größere Höhe kann ebenfalls zur Erhöhung des kritischen Versatzes verwendet werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushaltssystem aus einer Basisstation und mindestens einem Aufsatzgerät, wobei die Basisstation eine primärseitige Transformatorhälfte eines geteilten Transformators und das mindestens eine Aufsatzgerät jeweils eine sekundärseitige Transformatorhälfte des geteilten Transformators aufweist. Der geteilte Transformator ist wie oben beschrieben ausgestaltet.
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In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen geteilten Transformator mit gleichen Transformatorhälften bei einem versatzfreien Aufsatz;
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2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht den geteilten Transformator aus 1 bei einem versetzten Aufsatz;
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3 zeigt als Schnittdarstellung durch eine horizontale Ebene der jeweiligen Transformatorhälften den geteilten Transformator aus 1 bei dem versetzten Aufsatz;
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen geteilten Transformator mit ungleichen Transformatorhälften bei einem versatzfreien Aufsatz;
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5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht den erfindungsgemäßen geteilten Transformator aus 4 bei einem versetzten Aufsatz.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen geteilten Transformator 1 für ein Haushaltsgerätesystem aus einer stationären Basisstation B und einem Aufsatzgerät A. Der geteilte Transformator 1 ist hier zur Erklärung des Grundaufbaus und der Grundfunktion mit identischen Transformatorhälften 2A, 2B dargestellt, wobei eine primärseitige Transformatorhälfte 2B der Basisstation B zugeordnet ist und eine sekundärseitige Transformatorhälfte 2A dem Aufsatzgerät A zugeordnet ist. Im Folgenden werden Bezugzeichen für Elemente und Merkmale der primärseitigen Transformatorhälfte 2B mit dem Nachsatz ”B” versehen, und Elemente und Merkmale der sekundärseitigen Transformatorhälfte 2A werden mit dem Nachsatz ”A” versehen. Falls nicht anders angegeben, gelten Beschreibungen eines Elements oder Merkmals einer der Transformatorhälften 2A, 2B des Transformators 1 analog auch für die entsprechenden Elemente und Merkmale der anderen Transformatorhälfte 2B bzw. 2A. Der Transformator 1 wird im Folgenden hauptsächlich anhand der primären Transformatorhälfte 2B beschrieben.
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Die primärseitige Transformatorhälfte 2B weist eine schalenförmige primärseitige Kernhälfte 3B auf, die um eine zentral verlaufende Zylinderachse 2B im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgestaltet ist. Die primärseitige Kernhälfte 3B weist einen Durchmesser dk auf. Im Querschnitt weist die primärseitige Kernhälfte 3B eine ”E”-Form mit kurzen Beinen auf, welche in Richtung der anderen Transformatorhälfte 2A, hier: nach oben, gerichtet sind. Die primärseitige Transformatorhälfte 2B kann beispielsweise unter einer dünnen Arbeitsplatte der Basisstation vorgesehen sein.
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Die primärseitige Kernhälfte 3B weist eine kreisscheibenförmige Grundform auf, wobei in eine der sekundärseitigen Transformatorhälfte 2A zugewandten Deckfläche eine kreisringförmige Ringnut 4B eingebracht ist. Die Ringnut 4B umgibt einen Mittelzapfen 5B mit einem Durchmesser dm und wird von einem kreisringförmigen Außenring 6B seitlich umgeben. Dies kann auch so beschrieben werden, dass der Mittelzapfen 5B und der Außenring 6B konzentrisch und voneinander durch eine Breite der Ringnut 4B getrennt auf einem kreisscheibenförmigen Grundkörper 7B der Höhe hgB angebracht sind, wobei die primärseitige Kernhälfte 3B ein einstückiges Bauteil ist. Der Mittelzapfen 5B und der Außenring 6B weisen zusätzlich zu der Höhe hgB des Grundkörpers 7B eine Höhe hmB auf. Ein äußerer Durchmesser drB der Ringnut 4B ist so bemessen, dass die Ringnut 4B eine Breite brB = (drB – dmB)/2 aufweist und der Außenring 6B eine Breite baB = (dkB – drB)/2 aufweist.
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An dem Grund der Ringnut 4B befindet sich eine ebene Primärspule 8B der Wicklungszahl acht. Die Dicke der einzelnen Wicklungen der Primärspule 8B ist geringer als die Höhe der Ringnut 4B, so dass ein Wicklungsabstand dw größer ist als eine Spaltbreite s.
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An einer außenseitigen Mantelfläche 12B der primärseitigen Kernhälfte 3B befindet sich eine Signalspule 11B mit einer einzigen Windung. Durch diese Anordnung wird eine vergleichsweise versatzunabhängige Datenübertragung ermöglicht. Alternativ kann die Signalspule 11B in der Ringnut 4B angeordnet sein, z. B. an einer äußeren Seitenwand 10B der Ringnut 4B, wie durch den gepunkteten Kreis angedeutet. Analog befindet sich an einer außenseitigen Mantelfläche 12A der sekundärseitigen Kernhälfte 3A eine Signalspule 11A mit einer einzigen Windung. Alternativ kann auch hier die Signalspule 11A in der sekundärseitigen Ringnut 4A angeordnet sein, z. B. an einer äußeren Seitenwand 10A der Ringnut 4A, wie durch den zugehörigen gepunkteten Kreis angedeutet. Die Basisstation B und das Aufsatzgerät A können über die entsprechenden Signalsspulen 11A, 11B kommunizieren.
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Das Aufsatzgerät A kann durch einen Nutzer wahlweise auf der Basisstation B abgestellt werden oder davon entfernt werden. Für einen Betrieb des Aufsatzgeräts A an der Basisstation B wird das Aufsatzgerät A idealerweise mit seiner Transformatorhälfte 2A mittig auf die primärseitige Transformatorhälfte 2B aufgesetzt. In diesem Fall tritt kein seitlicher Versatz zwischen den beiden Transformatorhälften 2A, 2B auf (d. h., dass die Zylinderachse ZA der sekundärseitigen Transformatorhälfte 2A und die Zylinderachse ZB der primärseitigen Transformatorhälfte 2B auf einer Linie liegen), und eine transformatorische Kopplung ist maximal. Auch bei einem versatzfreien Aufsatz der beiden Transformatorhälften 2A, 2B verbleibt zwischen diesen ein Spalt 9 einer Spaltbreite s, weil die beiden Transformatorhälften 2A, 2B außenseitig abgedeckt sind, beispielsweise die primärseitige Transformatorhälfte 2B durch die Arbeitsplatte und die sekundärseitige Transformatorhälfte 2A durch eine Bodenplatte des Aufsatzgeräts A, und sich somit nicht direkt berühren.
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Der während eines Betriebs auftretende magnetische Fluss Φ kann in einen Nutzfluss Φn und einen Streufluss Φs unterteilt werden. Der hier beispielhaft eingezeichnete primärseitige Streufluss Φs fließt maßgeblich durch den magnetischen Streuwiderstand Rm2, der Nutzfluss Φn durch die Widerstände Rm1 und Rm3 zwischen den beiden Transformatorhälften 2A, 2B.
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2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht und 3 zeigt als Schnittdarstellung durch eine die Ringnuten 4A bzw. 4B schneidende horizontale Ebene der jeweiligen Transformatorhälften 2A bzw. 2B den geteilten Transformator 1 aus 1 bei versetzten Transformatorhälften 2A und 2B. Ein solcher Versatz v tritt in der Praxis regelmäßig auf, da ein Benutzer des Haushaltsgerätesystems A, B in der Regel nicht in der Lage ist, die beiden Transformatorhälften 2A, 2B genau mittig aufeinander aufzusetzen.
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Bei dem Auftreten des Versatzes v der Transformatorhälften 2A, 2B kommt es zu einer Verringerung des magnetischen Streuwiderstands Rm2 für den Streufluss Φs und ab einem kritischen Versatz v zu einem Kurzschluss des Nutzflusses Φn über den Widerstand Rm2 zwischen der primärseitigen Kernhälfte 3B und der sekundärseitigen Kernhälfte 3A. Die magnetische Verbindung der primärseitigen Kernhälfte 3B zu der sekundärseitigen Kernhälfte 3A reißt dann ab und die Leistungsübertragung von der primärseitigen Transformatorhälfte 2B zu der sekundärseitigen Transformatorhälfte 2A bricht ab.
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen geteilten Transformator 101 mit ungleichen Transformatorhälften 102A, 102B bei einem versatzfreien Aufsatz, und 5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht den geteilten Transformator 101 bei einem versetzten Aufsatz.
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Die primärseitige Transformatorhälften 102B und die sekundärseitige Transformatorhälften 102B weisen zueinander und zu den Transformatorhälften 2B und 2A der vorhergehenden Ausführungsform die gleiche Grundform mit der schalenförmigen Kernhälfte 103B bzw. 103A auf, wobei sich nun jedoch die Abmessungen der beiden Transformatorhälften 2B und 2A unterscheiden.
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So ist die Breite brA der Ringnut 104A der sekundärseitigen Kernhälfte 103A größer als die Breite brB der Ringnut 104B der primärseitigen Kernhälfte 103B. Die beiden Ringnuten 104B und 104A weisen den gleichen mittleren Durchmesser (dmB – brB)/2 = (dmA – brA)/2 auf, so dass die Ringnut 104A innen und außen seitlich gleichmäßig über die Ringnut 104B hinaussteht. Entsprechend ist der Durchmesser dmA des Mittelzapfens 105A kleiner als der Durchmesser dmB des Mittelzapfens 105B.
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Außerdem ist der Durchmesser dkB der primärseitigen Kernhälfte 103B und damit der primärseitigen Transformatorhälfte 102B größer als der Durchmesser dkA der sekundärseitigen Kernhälfte 103A. Auch ist die Breite baB eines primärseitigen Außenrings 106B größer als die Breite baA eines sekundärseitigen Außenrings 106A.
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In einzelnen beträgt die Breite dkB der primärseitigen Kernhälfte zwischen ca. 130 mm bis 140 mm und die Breite dkA der sekundärseitigen Kernhälfte zwischen ca. 115 mm bis 125 mm. Die Breite dmB des Mittelzapfens 105B beträgt zwischen ca. 40 mm und 45 mm und die Breite dmA des Mittelzapfens 105A zwischen ca. 25 mm und 35 mm. Der äußere Durchmesser drB der Ringnut 104B beträgt zwischen ca. 90 mm und 95 mm und der äußere Durchmesser drA der Ringnut 104A zwischen ca. 100 mm und 110 mm. Eine Gesamthöhe (hmB + hgB) der primärseitigen Kernhälfte 103B beträgt zwischen ca. 8 mm und 9 mm, wovon auf die Höhe hgB des Grundkörpers 107B ca. 4,5 mm entfallen; gleiche Maße gelten auch für die primärseitige Transformatorhälfte 102A. Ein Spaltmaß s beträgt ca. 4 mm.
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Bei einer wie in 5 gezeigten versetzten Anordnung der Transformatorhälften 102B, 102A ragt bei gleichem Versatz v nun die sekundärseitige Kernhälfte 103A nicht über die primärseitige Ringnut 104B. Folglich ist der Abstand zwischen dem sekundärseitigen Außenring 106A und dem primärseitigen Mittelzapfen 105B noch nicht so klein, dass ein magnetischer Kurzschluss auftritt. Auch bei einem hohen Versatz v bleiben die magnetischen Widerstände Rm1, Rm3 für den Streufluss und Rm2 für den Nutzfluss über einen größeren Bereich konstant, so dass für einen kleiner als kritischen Versatz der Kopplungswirkungsgrad nicht Wesentlich abfällt. Gegenüber dem Transformator 1 wird ein höherer kritischer Versatz ermöglicht, bevor die Leistungsübertragung abreißt, und zwar in etwa vergrößert um die größere seitliche Breite der sekundärseitigen Ringnut 104A bzw. (brA – brB)/2.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So kann eine Gesamthöhe (hmB + hgB) der primärseitigen Kernhälfte größer sein als eine Gesamthöhe (hmA + hgA) der sekundärseitigen Kernhälfte.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- geteilter Transformator
- 2
- Transformatorhälfte
- 3
- Kernhälfte
- 4
- Ringnut
- 5
- Mittelzapfen
- 6
- Außenring
- 7
- Grundkörper
- 8
- Spule
- 9
- Spalt
- 10
- äußere Seitenwand
- 11
- Signalspule
- 12
- außenseitige Mantelfläche der Kernhälfte
- 101
- geteilter Transformator
- 102
- Transformatorhälfte
- 103
- Kernhälfte
- 104
- Ringnut
- 105
- Mittelzapfen
- 106
- Außenring
- 107
- Grundkörper
- 108
- Spule
- 109
- Spalt
- 110
- äußere Seitenwand
- 111
- Signalspule
- 112
- außenseitige Mantelfläche der Kernhälfte
- A
- Aufsatzgerät
- B
- Basisstation
- ba
- Breite des Außenrings
- br
- Breite der Ringnut
- dm
- Durchmesser des Mittelzapfens
- dk
- Durchmesser der Kernhälfte
- dr
- äußerer Durchmesser der Ringnut
- dw
- Wicklungsabstand
- hg
- Höhe des Grundkörpers
- Rm1
- magnetischer Widerstand
- Rm2
- magnetischer Streuwiderstand
- Rm3
- magnetischer Widerstand
- s
- Spaltbreite
- Z
- Zylinderachse
- Φn
- Nutzfluss
- Φs
- Streufluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006017802 A1 [0002]
- DE 102006017800 A1 [0002]
- DE 102004003119 A1 [0002]
- DE 10343001 A1 [0002]
