DE102012104968A1

DE102012104968A1 - Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts

Info

Publication number: DE102012104968A1
Application number: DE201210104968
Authority: DE
Inventors: Udo Leonhard Thiel
Original assignee: Block Transformatoren Elektronik GmbH
Current assignee: Block Transformatoren Elektronik GmbH
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-12

Abstract

Zum Verspannen eines Kerns (3) eines induktiven Geräts (1), insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, wird eine Verspannvorrichtung vorgeschlagen, mit Kraftübertragungselementen (12, 13) zum Übertragen einer, zwischen der Ober- und Unterseite des Kerns (31, 32) wirkenden, Spannkraft auf den Kern. Mindestens eine Verspannhülse (10, 11, 100, 200) greift in eine Ausnehmung (17, 18) eines der Kraftübertragungselemente ein, wobei die Verspannhülse eine, in Richtung der Spannkraft verlaufende Durchtrittsöffnung (103, 203) und eine Haltenase (104, 204) zum Eingreifen in eine Ausnehmung des jeweiligen Kraftübertragungselements aufweist. Eine Verbindungsstrebe (14) verbindet die Verspannhülse (10, 11), die in ein Kraftübertragungselement (12) an der Ober- oder Unterseite des Kerns (31) eingreift, und ein Kraftübertragungselement (13) an der gegenüberliegenden Seite des Kerns (32).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts, insbesondere eines Transformators oder einer Drossel. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Verspannhülse für eine Verspannvorrichtung sowie ein induktives Gerät, insbesondere einen Transformator oder eine Drossel.
Eine Verspannvorrichtung ist aus der GB 1 434 800 bekannt. Dabei sind die Spulen und jeweiligen Kerne des Transformators bzw. der Drossel zwischen einer oberen und einer unteren Deckelplatte angeordnet. Die obere und untere Deckelplatte weisen jeweils Löcher auf, durch welche sich Verbindungsstreben zwischen der oberen und unteren Deckelplatte erstrecken. Muttern an den jeweils oberen und unteren Enden der Verbindungsstreben halten die obere und untere Deckelplatte mit den dazwischen liegenden Spulen und deren Kernen zusammen. Dadurch wird der Kern über die Verbindungsstreben verspannt. Die Deckelplatten müssen grundsätzlich eine ausreichende Stärke aufweisen, um mechanischen Anforderungen an die Kraft zum Verspannen des induktiven Geräts gerecht zu werden, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist.
In der DE 93 05 876 U1 ist ein Deckel für ein Transformatorgehäuse beschrieben. Der Deckel weist seitlich aus dem Deckelgrundkörper herausragende Laschen auf, an denen Bohrungen angeordnet sind. Diese dienen dem Verschrauben des Deckels. Sollen ein oberer und ein unterer Deckel miteinander verspannt werden, so ist eine entsprechende Kraft notwendig, welche auf die seitlich herausragenden Laschen wirkt. Entsprechend der gewünschten Verspannkraft und unter Berücksichtigung der Hebelwirkung, die sich aus den herausragenden Laschen ergibt, ist eine entsprechende Materialstärke mit damit verbundenen Kosten für die herausragenden Laschen zu berücksichtigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts bereitzustellen, welche im Vergleich zu bekannten Lösungen einen flexibleren Einsatz bei verschiedenen Größen des induktiven Geräts erlaubt und darüber hinaus Einsparungen bei der Fertigung sowie Materialwahl, insbesondere eines oberen bzw. unteren Deckels für Transformatorgehäuse, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts, insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, mit

– Kraftübertragungselementen zur Übertragung einer zwischen Ober- und Unterseite des Kerns wirkenden Spannkraft auf den Kern, wobei sich jeweils mindestens ein Kraftübertragungselement zumindest teilweise jeweils über die Ober- bzw. Unterseite des Kerns erstreckt,
– mindestens einer Verspannhülse zum Eingreifen in eine Ausnehmung eines der Kraftübertragungselemente, wobei die Verspannhülse eine in Richtung der Spannkraft verlaufende Durchtrittsöffnung und eine Haltenase zum Eingreifen in eine Ausnehmung des jeweiligen Kraftübertragungselements aufweist,
– einer Verbindungsstrebe zum Verbinden der Verspannhülse, die in ein Kraftübertragungselement an der Ober- oder Unterseite des Kerns eingreift, und einem Kraftübertragungselement an der gegenüberliegenden Seite des Kerns, wobei in montiertem Zustand die Verbindungsstrebe in die Durchtrittsöffnungen der Verspannhülse zumindest hineinragt und derart an der Verspannhülse befestigt ist, dass die Verbindungsstrebe über die Verspannhülse eine Kraft auf das Kraftübertragungselement, in welches die Haltenase der Verspannhülse eingreift, übertragen kann.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung gegenüber den oben genannten, aus dem Stand der Technik bekannten Verspannvorrichtungen bietet der modulare Aufbau der Verspannvorrichtung mit Kraftübertragungselementen, Verspannhülsen sowie Verbindungsstreben. Soll die erfindungsgemäße Verspannvorrichtung bei einem Transformator oder einer Drossel einer anderen Größe eingesetzt werden, so können bspw. die Verspannhülsen und Verbindungsstreben unverändert übernommen werden. Es sind lediglich die Größen der Kraftübertragungselemente anzupassen. Durch diese Standardisierung reduzieren sich die Herstellungskosten.
Die erfindungsgemäßen Kraftübertragungselemente erstrecken sich wahlweise nur über einen Teil der Ober- bzw. Unterseite des Kerns. Dadurch können auch die Kraftübertragungselemente wahlweise modular bei verschiedenen Transformatorgrößen eingesetzt werden. Gegebenenfalls wird eine andere Anzahl an Kraftübertragungselementen eingesetzt, um einen größeres, induktives Gerät abzudecken oder einer höheren erforderlichen Verspannkraft gerecht zu werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungsstrebe ausgestaltet als eine Verbindungstrebe zum Verbinden jeweils einer ersten Verspannhülse, die in ein Kraftübertragungselement an der Oberseite des Kerns eingreift, und einer zweiten Verspannhülse, die in ein Kraftübertragungselement an der Unterseite des Kerns eingreift, und wobei in montiertem Zustand die Verbindungsstrebe in die jeweilige Durchtrittsöffnung der ersten oder zweiten Verspannhülse zumindest hineinragt und derart an den Verspannhülsen befestigt ist, dass die Verbindungsstrebe über die Verspannhülsen eine Kraft auf die jeweiligen Kraftübertragungselemente übertragen kann. Vorteilhaft können in diesem Ausführungsbeispiel gleichartige Kraftübertragungselemente sowie gleichartige Verspannhülsen für die Ober- und Unterseite des Kerns eingesetzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungsstrebe als Gewindestange ausgeführt, welche durch die Durchtrittsöffnung der Verspannhülse reicht und auf der jeweiligen unteren und/oder oberen Endseite der Gewindestange mit einer Mutter unter Spannung gestellt wird. Dies ermöglicht einen kostengünstigen Aufbau der Verbindungsstreben, da sowohl Gewindestangen als auch Muttern als Standardbauteile verfügbar sind.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung liegt darin, dass die Ausnehmungen der Kraftübertragungselemente als Schlitze oder Stege ausgebildet sein können. Anstatt, wie im Stand der Technik beschrieben, weitere aus einem Deckelgrundkörper herausragende Laschen zu benötigen, ist nur ein Schlitz oder Steg erforderlich. Ein solcher Schlitz kann kostengünstig hergestellt werden, indem eine Ausnehmung in das entsprechende Kraftübertragungselement eingestanzt wird. Ein Steg kann ebenfalls kostengünstig hergestellt werden, indem zunächst ein Schlitz eingestanzt wird und dann das Blech auf der einen Seite des Schlitzes im 90°-Winkel zur Blechebene nach oben bzw. unten gebogen wird. Alternativ kann die Haltenase auch direkt, d.h. ohne Schlitz, in einen solchen Steg eingreifen. Als Ausnehmung ist dann die der Verspannhülse abgewandte Seite des Stegs zu verstehen. Eine solche L-förmige Struktur weist zudem eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig geringer Blechstärke und damit geringen Kosten auf.
Vorteilhaft greift eine erfindungsgemäße Verspannhülse derart in eine Ausnehmung, insbesondere einen Schlitz oder Steg, eines Kraftübertragungselements ein, dass eine Wand des Kraftübertragungselements in einem Aufnahmeraum zu liegen kommt, der sich zwischen einer Wand der Durchtrittsöffnung der Verspannhülse und der Haltenase der Verspannhülse ausbildet. Vorteilhaft kommt somit ein oben beschriebener Steg zwischen der Wand der Durchtrittsöffnung der Verspannhülse und der Haltenase der Verspannhülse zum Liegen.
Erfindungsgemäß ist der Aufnahmeraum in Richtung der aufzubringenden Spannkraft geöffnet und entgegen der Richtung der aufzubringenden Spannkraft geschlossen. Beispielsweise ist eine Verspannhülse an einem oberen Kraftübertragungselement angebracht, um über das obere Kraftübertragungselement eine Spannkraft in Richtung des unteren Kraftübertragungselements aufzubringen. Der Aufnahmeraum zwischen der Wand des Kraftübertragungselements und der Haltenase ist hierbei nach oben hin geschlossen und nach unten hin, in Richtung des unteren Kraftübertragungselements, geöffnet.
Vorteilhaft ist die Verspannhülse der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung derart ausgebildet, dass sich die Haltenase zu deren Spitze hin verjüngt, wobei die Spitze der Haltenase zumindest während eines Eingreifens in eine Ausnehmung eines Kraftübertragungselements dem Kraftübertragungselement zugewandt sein kann. Entsprechen die Abmessungen der Haltenase beinahe den Abmessungen der Ausnehmung der Kraftübertragungselemente, so könnte ein Einfädeln der Haltenase in die Ausnehmung problematisch sein. Durch die verjüngte Spitze hingegen wird das Einführen der Haltenase in die Ausnehmungen der Kraftübertragungselemente erleichtert. Dadurch reduziert sich die Montagezeit in der Fertigung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Verspannhülsen der Verspannvorrichtung eine Haltevorrichtung zum Halten der Verspannhülse am Kraftübertragungselement auf. Dadurch können die Verspannhülsen an den Kraftübertragungselementen befestigt werden. Sie halten dort bereits, bevor die Verbindungsstreben hindurchgeführt werden und so den Kern des induktiven Geräts verspannen. Diese erfindungsgemäßen Haltevorrichtungen erleichtern die Montage, da die Verspannhülsen nicht einfach runterfallen können, wenn bspw. das untere Kraftübertragungselement auf den Kopf gedreht wird, um an einer Unterseite des Kerns montiert zu werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform greift die Verspannhülse derart in eine Ausnehmung eines Kraftübertragungselements ein, dass ein Teil des Kraftübertragungselements in einem Aufnahmeraum zum Liegen kommt, der sich zwischen einer Wand der Durchtrittsöffnung der Verspannhülse und der Haltenase der Verspannhülse ausbildet, und die Haltevorrichtung mindestens einen Steg an einer Wand des Aufnahmeraums aufweist, wobei dieser mindestens eine Steg verformbar ausgestaltet ist und einen Formschluss zum Kraftübertragungselement herstellen kann. In anderen Worten, wenn die Verspannhülse in eine Ausnehmung des Kraftübertragungselements eingesteckt wird, verformt sich der besagte Steg und verklemmt die Verspannhülse am Kraftübertragungselement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Haltevorrichtung ein Federelement auf, mittels welchem die Verspannhülse kraftschlüssig am Kraftübertragungselement befestigt werden kann. In diesem Beispiel hält somit eine Feder die Verspannhülse am Kraftübertragungselement und erleichtert so die Montage der Verspannhülse in jedweder Lage.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Verspannhülse für eine Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts, insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, wie in den vorigen Ausführungsbeispielen genannt, vorgeschlagen mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus mit einer zentralen Durchtrittsöffnung entlang der Längsachse des zylinderförmigen Korpus, und einer Haltenase zum Eingreifen in ein Kraftübertragungselement, mit einem ersten und einem zweiten Teilbereich, wobei sich der erste Teilbereich der Haltenase an die Mantelfläche des zylinderförmigen Korpus anschließt und sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Korpus erstreckt, und wobei sich der zweite Teilbereich der Haltenase an das der Mantelfläche abgewandte Ende des ersten Teilbereichs anfügt und sich der zweite Teilbereich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des zylinderförmigen Korpus erstreckt, wobei sich ein Aufnahmeraum zwischen der Mantelfläche des Korpus und dem zweiten Teilbereich der Haltenase ausbildet, in welchen das Kraftübertragungselement aufgenommen werden kann.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein induktives Gerät, insbesondere einen Transformator oder eine Drossel, mit einem Kern, wenigstens einer um einen Abschnitt des Kerns gewickelten Spule und einer erfindungsgemäß vorgeschlagenen und oben beschriebenen Verspanneinrichtung zum Verspannen des Kerns.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung an einem induktiven Gerät,
2 eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung gemäß 1,
3A eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verspannhülse,
3B eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Verspannhülse gemäß 3A,
3C eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Verspannhülse gemäß 3A,
3D eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Verspannhülse gemäß 3A,
4A eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verspannhülse,
4B eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Verspannhülse gemäß 4A,
4C eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Verspannvorrichtung gemäß 4A, und
4D eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Verspannhülse gemäß 4A.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts in montiertem Zustand. Das induktive Gerät 1 weist eine Mehrzahl von Spulen 2 auf, die den Kern 3 abschnittsweise umschließen. Als elektrische Anschlüsse weist das induktive Gerät 1 primärseitige Anschlüsse 4 sowie sekundärseitige Anschlüsse 5 auf. Alternativ weist das induktive Gerät nur eine Spule bzw. eine primärseitige und eine sekundärseitige Spule auf.
In montiertem Zustand befindet sich ein oberes Kraftübertragungselement 12 an einer Oberseite des Kerns 3 und ein unteres Kraftübertragungselement 13 an einer Unterseite des Kerns 3. In diesem Beispiel ist das obere Kraftübertragungselement 12 als eine Art Deckel ausgeführt, der sich über die gesamte Oberseite des Kerns 3 erstreckt. Das obere Kraftübertragungselement 12 weist hier vier Ausnehmungen, zwei an jeder Seite, auf. Es versteht sich, dass für die Kraftübertragungselemente auch nur eine einzige, genauso aber auch eine Vielzahl dieser Ausnehmungen vorgesehen sein kann. Das untere Kraftübertragungselement 13 ist entsprechend ausgebildet.
In jede der Ausnehmungen des oberen Kraftübertragungselements 12 greift eine obere Verspannhülse 10a, 10b, 10c, 10d ein. Entsprechend greifen untere Verspannhülsen 11a, 11b, 11c, 11d in Ausnehmungen des unteren Kraftübertragungselements 13 ein. Das Eingreifen erfolgt über Haltenasen, welche an den Verspannhülsen 10, 11 vorgesehen sind.
Die Anzahl der Ausnehmungen in den Kraftübertragungselementen müssen nicht notwendigerweise der Anzahl der verwendeten Spannhülsen entsprechen. Beispielsweise können die Kraftübertragungselemente als wiederverwendbare Standardbauteile ausgeführt sein, die für verschiedene Formen des induktiven Geräts ein Mehrzahl an Ausnehmungen aufweisen. Je nach Form wird die entsprechende Ausnehmung dann mit einer Verspannhülse bestückt. In einem alternativen Beispiel sind die Ausnehmungen als Langlöcher bzw. Stege ausgebildet, die eine flexible Positionierung der Verspannhülsen ermöglichen.
Zwischen den oberen Verspannhülsen 10a–10d, die jeweils in ein Kraftübertragungselement 12 an der Oberseite des Kerns 3 eingreifen, und den unteren Verspannhülsen 11a–11d, die jeweils in ein Kraftübertragungselement 13 an der Unterseite des Kerns 3 eingreifen, erstrecken sich Verbindungsstreben 14. Die Verbindungsstrebe 14a verbindet eine obere Verspannhülse 10a mit einer unteren Verspannhülse 11a. Die Verbindungsstrebe 14a ist hier als Gewindestange ausgebildet, an deren oberen und unteren Ende jeweils eine Mutter 16 befestigt ist. Dadurch, dass die Mutter 16 auf der Verbindungsstrebe 14a eingeschraubt wird, wird die Verbindungsstrebe unter Spannung gestellt. Es ergibt sich eine Spannkraft, die über die obere Verspannhülse 10a und untere Verspannhülse 11a sowie das obere Kraftübertragungselement 12 und das untere Kraftübertragungselement 13 auf den Kern 3 des induktiven Geräts 1 wirkt.
Alternativ kann eine obere Verspannhülse 10a mit einer unteren Verspannhülse 11c über eine diagonale Verbindungsstrebe 14 verbunden werden. Zugleich kann eine obere Verspannhülse 10c mit einer unteren Verspannhülse 11a über eine weitere Verbindungsstrebe 14 verbunden werden. Dadurch kann sowohl eine Spannkraft auf den Kern 3 übertragen werden als auch eine laterale Dejustage des oberen und unteren Kraftübertragungselements 12, 13 zueinander vermieden werden.
2 zeigt das erfindungsgemäße induktive Gerät 1 bzw. die erfindungsgemäße Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts in einer Explosionsdarstellung. Das obere Kraftübertragungselement 12 sowie das untere Kraftübertragungselement 13 sind hier als Stanz- bzw. Blechbiegeteile ausgeführt. In das obere Kraftübertragungselement 12 sind Ausnehmungen 17 als Schlitze eingestanzt. Die Seiten des Kraftübertragungselements 12 sind im 90°-Winkel zur Blechebene nach unten gebogen und bilden einen umlaufenden Steg 20. Alternativ sind abweichende Winkel möglich. Dadurch wird eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig geringer Materialstärke und geringen Kosten erreicht.
Die oberen Verspannhülsen 10a–10d greifen über Haltenasen in diese Schlitze 17 ein. Die im 90°-Winkel zur Blechebene gebogene Seite des oberen Kraftübertragungselements 12 kommt somit in einem Aufnahmeraum zu liegen, der sich zwischen dem Körper der Verspannhülse 10 und der Haltenase ausbildet.
Das untere Kraftübertragungselement 13 zeigt eine alternative Ausgestaltung für ein Kraftübertragungselement. Diese Ausgestaltung lässt sich mit geringerem Materialeinsatz realisieren. Insbesondere weist diese Ausgestaltung keine umlaufenden Stege 20 auf, sondern sieht Stege 19 an den Stellen der Ausnehmungen 18 für ein Eingreifen der Verspannhülsen 11 vor.
Des Weiteren können Querstreben 21 vorgesehen sein, die mit einem oberen bzw. unteren Kraftübertragungselement 12, 13 verbunden sind und in montierten Zustand an den Seiten eines oberen Teils bzw. unteren Teils des Kerns 31, 32 zum Liegen kommen.
Die 3A bis 3D zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verspannhülse 100. Die Verspannhülse 100 wird in einer Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts, insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, eingesetzt. Die Verspannhülse 100 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus 101 mit einer Mantelfläche 102 sowie eine Haltenase 104 auf. Der im Wesentlichen zylinderförmige Korpus wird in Längsrichtung von einer Durchtrittsöffnung 103 durchdrungen. An der der Haltenase 104 zugewandten Seite ist die Mantelfläche 102 des zylinderförmigen Korpus 101 abgeflacht und weist zudem zwei Stege 105 auf. Es versteht sich, dass auch kein Steg oder eine Mehrzahl von Stegen vorhanden sein kann.
In 3B ist eine Seitenansicht der Verspannhülse 100 dargestellt. Die Haltenase 104 zum Eingreifen in ein Kraftübertragungselement weist einen ersten Teilbereich 106 sowie einen zweiten Teilbereich 107 auf, wobei sich der erste Teilbereich 106 der Haltenase 104 an die Mantelfläche 102 des zylinderförmigen Korpus 101 anschließt und sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Korpus 101 erstreckt. Dadurch bildet sich zwischen der Mantelfläche 102 des Korpus 101 und dem zweiten Teilbereich 107 der Haltenase 104 ein Aufnahmeraum 109 aus. In montiertem Zustand kommt in diesem Aufnahmeraum 109 das Kraftübertragungselement 12, 13 bzw. der an eine Ausnehmung 17, 18 angrenzende Bereich oder ein Steg 19, 20 zum Liegen.
Vorzugsweise verjüngt sich die Spitze 108 des zweiten Teilbereichs 107 der Haltenase 104 zu dem, dem ersten Teilbereich 106 der Haltenase 104 abgewandten Ende hin. Insbesondere wird dadurch ein Einfädeln des zweiten Teilbereichs 107 der Haltenase 104 in eine Ausnehmung 17, 18 der Kraftübertragungselemente 12, 13 erleichtert.
3C zeigt eine Rückansicht der Verspannhülse 100. In der dargestellten Ausführungsform entspricht die Breite der Haltenase 104 dem Durchmesser des im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus 101. Die Breite der Haltenase 104 kann wahlweise auch breiter oder schmaler als der Durchmesser des zylinderförmigen Korpus 101 sein. Die Breite der Stege 105 ist so gewählt, dass sie sich aufgrund ihrer kleinen Abmessungen leicht verformen lassen. In unverformtem Zustand, das heißt, bevor die Haltenasen 104 in die Ausnehmungen 17, 18 eingreifen, verkleinert sich durch die Stege 105 der Aufnahmeraum 109. Insbesondere reduziert sich der Abstand zwischen einer Wand des zweiten Teilbereichs 107 der Haltenase und der Mantelfläche 102 des im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus 101. Bevorzugt ist der Abstand zwischen Mantelfläche 102 und zweitem Teilbereich 107 der Haltenase vor der Montage etwas kleiner als die Materialstärke eines Steges 19. Wenn die Verspannhülse durch die Ausnehmung 18 eingreift, werden die Stege 105 verformt und der Steg 19 kommt im Aufnahmeraum 109 zum Liegen, wodurch ein Formschluss zwischen den Stegen 105 der Verspannhülse und dem Steg 19 hergestellt wird. Dadurch verklemmt das Kraftübertragungselement 13 über den Steg 19 mit der Verspannhülse 100. Die Stege 105 wirken somit als Haltevorrichtung. Wo es zweckmäßig ist, beispielsweise am oberen Kraftübertragungselement, können auch Verspannhülsen ohne Stege eingesetzt werden.
3D zeigt eine Draufsicht der Verspannhülse 100 von deren Unterseite aus. Beispielhaft sind nochmals zwei Stege 105 gezeigt, welche den Aufnahmeraum 109 zwischen der Mantelfläche 102 und dem zweiten Teilbereich 107 der Haltenase verschmälern. Die Durchtrittsöffnung 103 ist ebenfalls mit abgebildet.
Die 4A bis 4D zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verspannhülse 200 zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts. 4A zeigt eine perspektivische Ansicht der Verspannhülse 200 mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus 201, Mantelfläche 202, Durchtrittsöffnung 203 und Haltenase 204. Zusätzlich wird in dieser Ausführungsform ein Federelement 205 eingesetzt. Dieses Federelement dient als Haltevorrichtung, wie nachfolgend genauer erläutert wird.
4B zeigt eine Seitenansicht der Verspannhülse 200. Die Haltenase 204 zum Eingreifen in ein Kraftübertragungselement weist einen ersten Teilbereich 206 und einen zweiten Teilbereich 207 auf. Der erste Teilbereich 206 der Haltenase 204 schließt sich an die Mantelfläche 202 des zylinderförmigen Korpus 201 an und erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Korpus 201. Der zweite Teilbereich 207 der Haltenase 204 schließt sich an das der Mantelfläche 202 abgewandte Ende des ersten Teilbereichs 206 an und erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des zylinderförmigen Korpus 201. Dadurch bildet sich zwischen dem zweiten Teilbereich 207 der Haltenase und der Mantelfläche 202 ein Aufnahmeraum 209 aus. Im vorliegenden Beispiel ragt das Federelement 205 in den Aufnahmeraum 209 hinein und verringert so den Abstand zwischen dem zweiten Teilbereich 207 und der Mantelfläche 202. Dadurch verengt sich der Aufnahmeraum 209. Wenn die Verspannhülse 200 mittels der Haltenase 204 in eine Ausnehmung 17, 18 eines Kraftübertragungselements 12, 13 eingreift, so kann die Verspannhülse 200 mittels des Federelements 205 kraftschlüssig am Kraftübertragungselement 12, 13 befestigt werden. Das Federelement 205 ist hier als Blattfeder ausgebildet.
4C zeigt eine Rückansicht der Verspannhülse 202. Der zweite Teilbereich 207 der Haltenase 204 weist hier insbesondere Einschübe 210 zur Aufnahme des Federelements 205 auf. Vorzugsweise erstrecken sich diese Einschübe von der Unterseite des zweiten Teilbereichs 207 der Haltenase 204 bis zum ersten Teilbereich 206.
Die Draufsicht in 4D von der Unterseite der Verspannhülse 200 aus verdeutlicht noch einmal die Lage des Federelements 205. Der Einschub 210 erstreckt sich jeweils beginnend und endend an der, der Mantelfläche 202 des zylinderförmigen Korpus 201 abgewandten, Seite des zweiten Teilbereichs 207 der Haltenase 204 in einem halbkreisförmigen Bogen, welcher der Ausnehmung 209 zugewandt ist. Das Federelement 205 ragt, wie bereits in 4B gezeigt, in den Aufnahmeraum 209 hinein.
4D zeigt weiterhin den im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus 201, die Mantelfläche 202 sowie die Durchtrittsöffnung 203. Die Mantelfläche 202 ist an der der Haltenase 204 zugewandten Seite 211 abgeflacht, um bspw. einem Steg 19 eine breite Auflagefläche zu bieten.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen und die gezeigten Ausführungsformen lediglich beispielhaft zu verstehen sind. In einer Anwandlung ist beispielsweise vorgesehen, dass nur an der Oberseite austauschbare Verspannhülsen verwendet werden, während an der Unterseite Verspannhülsen oder andere gleichwirkende Elemente fest an dem Kraftübertragungselement angebracht sind. Auch die Verbindungsstrebe kann fest mit anderen Teilen, etwa mit der jeweiligen Verspannhülse oder dem gleichwirkenden Element an der Unterseite, verbunden sein.
Die vorgeschlagene Erfindung stellt somit eine Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns eines induktiven Geräts bereit, welche einen flexiblen Einsatz bei verschiedenen Größen des induktiven Geräts erlaubt und darüber hinaus Einsparungen bei der Fertigung sowie Materialwahl, insbesondere eines oberen bzw. unteren Deckels für Transformatorgehäuse, ermöglicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 1434800 [0002]
DE 9305876 U1 [0003]

Claims

Verspannvorrichtung zum Verspannen eines Kerns (3) eines induktiven Geräts (1), insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, mit – Kraftübertragungselementen (12, 13) zum Übertragen einer, zwischen der Ober- und Unterseite des Kerns (31, 32) wirkenden, Spannkraft auf den Kern, wobei sich jeweils mindestens ein Kraftübertragungselement zumindest teilweise jeweils über die Ober- bzw. Unterseite des Kerns erstreckt, – mindestens einer Verspannhülse (10, 11, 100, 200) zum Eingreifen in eine Ausnehmung (17, 18) eines der Kraftübertragungselemente, wobei die Verspannhülse eine in Richtung der Spannkraft verlaufende Durchtrittsöffnung (103, 203) und eine Haltenase (104, 204) zum Eingreifen in eine Ausnehmung des jeweiligen Kraftübertragungselements aufweist, – einer Verbindungsstrebe (14) zum Verbinden der Verspannhülse (10, 11), die in ein Kraftübertragungselement (12) an der Ober- oder Unterseite des Kerns (31) eingreift, und einem Kraftübertragungselement (13) an der gegenüberliegenden Seite des Kerns (32), wobei in montiertem Zustand die Verbindungsstrebe in die Durchtrittsöffnung der Verspannhülse zumindest hineinragt und derart an der Verspannhülse befestigt ist, dass die Verbindungsstrebe über die Verspannhülse eine Kraft auf das Kraftübertragungselement, in welches die Haltenase der Verspannhülse eingreift, übertragen kann.
Verspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (14) ausgestaltet ist als eine Verbindungstrebe zum Verbinden jeweils einer ersten Verspannhülse (10), die in ein Kraftübertragungselement (12) an der Oberseite des Kerns (31) eingreift, und einer zweiten Verspannhülse (11), die in ein Kraftübertragungselement (13) an der Unterseite des Kerns (32) eingreift, und wobei in montiertem Zustand die Verbindungsstrebe in die jeweilige Durchtrittsöffnung der ersten oder zweiten Verspannhülse zumindest hineinragt und derart an den Verspannhülsen befestigt ist, dass die Verbindungsstrebe über die Verspannhülsen eine Kraft auf die jeweiligen Kraftübertragungselemente übertragen kann.
Verspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrebe (14) als Gewindestange ausgeführt ist, welche durch die Durchtrittsöffnung (103, 203) der Verspannhülse (10, 11, 100, 200) reicht und auf der jeweiligen unteren und/oder oberen Endseite der Gewindestange mit einer Mutter (16) unter Spannung gestellt wird.
Verspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung des (17, 18) Kraftübertragungselements (12, 13) als Schlitz oder Steg ausgebildet ist.
Verspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannhülse (10, 11, 100, 200) derart in eine Ausnehmung (17, 18) eines Kraftübertragungselements (12, 13) eingreift, dass eine Wand des Kraftübertragungselements in einem Aufnahmeraum (109, 209) zu liegen kommt, der sich zwischen einer Wand (102, 202) der Durchtrittsöffnung der Verspannhülse und der Haltenase (104, 204) der Verspannhülse ausbildet.
Verspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (109, 209) in Richtung der aufzubringenden Spannkraft geöffnet ist und entgegen der Richtung der aufzubringenden Spannkraft geschlossen ist.
Verspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltenase (104, 204) der Verspannhülse (10, 11, 100, 200) zu deren Spitze (108) hin verjüngt, wobei die Spitze, zumindest während eines Eingreifens in eine Ausnehmung (17, 18) eines Kraftübertragungselements, dem Kraftübertragungselement (12, 13) zugewandt sein kann.
Verspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannhülse (10, 11, 100, 200) eine Haltevorrichtung zum Halten der Verspannhülse am Kraftübertragungselement (12, 13) aufweist.
Verspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannhülse (10, 11, 100, 200) derart in eine Ausnehmung (17, 18) eines Kraftübertragungselements (12, 13) eingreift, dass ein Teil des Kraftübertragungselements in einem Aufnahmeraum (109, 209) zu liegen kommt, der sich zwischen einer Wand (102, 202) der Durchtrittsöffnung der Verspannhülse und der Haltenase (104, 204) der Verspannhülse ausbildet, und die Haltevorrichtung mindestens einen Steg (105) an einer Wand des Aufnahmeraums aufweist, wobei dieser mindestens eine Steg verformbar ausgestaltet ist und einen Formschluss zum Kraftübertragungselement herstellen kann.
Verspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung ein Federelement (205) aufweist, mittels welchem die Verspannhülse (10, 11, 100, 200) kraftschlüssig am Kraftübertragungselement (12, 13) befestigt werden kann.
Verspannhülse (10, 11, 100, 200) für eine Verspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Verspannen eines Kerns (3) eines induktiven Geräts (1), insbesondere eines Transformators oder einer Drossel, mit – einem im Wesentlichen zylinderförmigen Korpus (101, 201) mit einer zentralen Durchtrittsöffnung (103, 203) entlang der Längsachse des zylinderförmigen Korpus, und – einer Haltenase (104, 204) zum Eingreifen in ein Kraftübertragungselement (12, 13), mit einem ersten und zweiten Teilbereich, wobei sich der erste Teilbereich (106, 206) der Haltenase an die Mantelfläche (102, 202) des zylinderförmigen Korpus anschließt und sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Korpus erstreckt, und wobei sich der zweite Teilbereich (107, 207) der Haltenase an das der Mantelfläche abgewandte Ende des ersten Teilbereichs anfügt und sich der zweite Teilbereich im Wesentlichen parallel zur Längsachse des zylinderförmigen Korpus erstreckt, wobei sich ein Aufnahmeraum (109, 209) zwischen der Mantelfläche des Korpus und dem zweiten Teilbereich der Haltenase ausbildet, in welchem das Kraftübertragungselement aufgenommen werden kann.
Induktives Gerät (1), insbesondere Transformator oder Drossel, mit einem Kern (3), wenigstens einer um einen Abschnitt des Kerns angeordneten Spule (2) und einer Verspannvorrichtung zum Verspannen des Kerns nach einem der Ansprüche 1 bis 10.