DE102016216499A1 - Voltage transformer unit with an active part housing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Aktivteilgehäuse (5) für ein Aktivteil (3) einer Spannungswandlereinheit (1), wobei das Aktivteil (3) einen Spannungswandlerkern (301), der einen geraden ersten Kernabschnitt (303) und einen U-förmigen zweiten Kernabschnitt (304), der die Enden des ersten Kernabschnitts (303) miteinander verbindet, aufweist. Das Aktivteilgehäuse (5) umfasst eine Gehäuseinnenseite (501) mit einem zu dem zweiten Kernabschnitt (304) des Spannungswandlerkerns (301) korrespondierenden U-förmigen Anliegebereich (503) für den zweiten Kernabschnitt (304). Der Spannungswandlerkern (301) ist durch mit dem Aktivteilgehäuse (5) verbundene Befestigungsplatten (9 bis 11), die den zweiten Kernabschnitt (304) des Spannungswandlerkerns (301) an den Anliegebereich (503) der Gehäuseinnenseite (501) des Aktivteilgehäuses (5) drücken, kraftschlüssig an dem Aktivteilgehäuse (5) befestigt. The invention relates to an active part housing (5) for an active part (3) of a voltage transformer unit (1), wherein the active part (3) comprises a voltage transformer core (301) having a straight first core section (303) and a U-shaped second core section (304). having the ends of the first core portion (303) interconnected. The active part housing (5) comprises a housing inner side (501) with a U-shaped contact area (503) for the second core section (304) that corresponds to the second core section (304) of the voltage transformer core (301). The voltage converter core (301) is fixed by mounting plates (9 to 11) connected to the active-part housing (5), which press the second core portion (304) of the voltage converter core (301) against the abutment portion (503) of the housing inner side (501) of the active-component housing (5) , non-positively attached to the active part housing (5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Aktivteilgehäuse für ein Aktivteil einer Spannungswandlereinheit und eine Spannungswandlereinheit mit einem Aktivteil und einem Aktivteilgehäuse. The invention relates to an active part housing for an active part of a voltage converter unit and a voltage converter unit with an active part and an active part housing.
Spannungswandler transformieren elektrische Spannungen gemäß dem Prinzip eines Transformators und weisen dazu in der Regel ein Aktivteil mit einem Spannungswandlerkern und um einen Abschnitt des Spannungswandlerkerns herum geführte Spannungswandlerwicklungen auf. Der Spannungswandlerkern ist in der Regel ein ringförmiges Blechpaket, das aus übereinander geschichteten Blechlamellen besteht. Die Blechlamellen werden beispielsweise durch einen Pressrahmen zusammengehalten. Voltage transformers transform electrical voltages in accordance with the principle of a transformer and usually have an active part with a voltage transformer core and voltage transformer windings guided around a portion of the voltage transformer core. The voltage transformer core is usually an annular laminated core, which consists of stacked laminations. The laminations are held together, for example, by a press frame.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Aktivteilgehäuse für ein Aktivteil einer Spannungswandlereinheit und eine verbesserte Spannungswandlereinheit mit einem Aktivteilgehäuse anzugeben. The invention has for its object to provide an improved active part housing for an active part of a voltage converter unit and an improved voltage converter unit with an active part housing.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Aktivteilgehäuses durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Spannungswandlereinheit durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. The object is achieved according to the invention with regard to the active part housing by the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Aktivteilgehäuse ist für ein Aktivteil einer Spannungswandlereinheit bestimmt, wobei das Aktivteil einen Spannungswandlerkern aufweist, der einen geraden ersten Kernabschnitt und einen U-förmigen zweiten Kernabschnitt, der die Enden des ersten Kernabschnitts miteinander verbindet, aufweist. Das Aktivteilgehäuse umfasst eine Gehäuseinnenseite mit einem zu dem zweiten Kernabschnitt des Spannungswandlerkerns korrespondierenden U-förmigen Anliegebereich für den zweiten Kernabschnitt. An active part housing according to the invention is intended for an active part of a voltage transformer unit, the active part having a voltage transformer core which has a straight first core section and a U-shaped second core section which connects the ends of the first core section. The active part housing comprises a housing inner side with a U-shaped abutment region for the second core section which corresponds to the second core section of the voltage transformer core.
Durch den zu dem U-förmigen Kernabschnitt des Spannungswandlerkerns korrespondierenden Anliegebereich kann der Spannungswandlerkern direkt an dem Aktivteilgehäuse abgestützt werden, so dass das Aktivteilgehäuse eine Stütz- und Befestigungsfunktion für den Spannungswandlerkern und anliegebereichsseitig eine Pressrahmenfunktion für den Spannungswandlerkern übernehmen kann. Dadurch werden Bauteile eingespart und die Montage der Spannungswandlereinheit wird erleichtert. By means of the abutment region corresponding to the U-shaped core section of the voltage transformer core, the voltage converter core can be supported directly on the active part housing, so that the active part housing can take over a support and fastening function for the voltage transformer core and a press frame function for the voltage converter core. As a result, components are saved and the installation of the voltage converter unit is facilitated.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Anliegebereich mehrere Anliegerippen zum Abstützen des Spannungswandlerkerns aufweist. Die Anliegerippen realisieren die Stützfunktion des Aktivteilgehäuses für den Spannungswandlerkern. An embodiment of the invention provides that the abutment region has a plurality of abutment ribs for supporting the voltage converter core. The support ribs realize the support function of the active part housing for the voltage transformer core.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Gehäuseflansch vor, der ringförmig eine Gehäuseöffnung des Aktivteilgehäuses umgibt. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft eine einfache und zuverlässige Verbindung des Aktivteilgehäuses mit weiteren Komponenten, insbesondere wenn die Spannungswandlereinheit Teil eines mehrkomponentigen Messwandlers ist. A further embodiment of the invention provides a housing flange, which surrounds a housing opening of the active part housing in an annular manner. This embodiment of the invention advantageously enables a simple and reliable connection of the active part housing with other components, in particular if the voltage transformer unit is part of a multicomponent transducer.
Beispielsweise sind der Gehäuseflansch und der Anliegebereich in zueinander parallelen Ebenen angeordnet. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine platzsparende Anordnung des Spannungswandlerkerns in dem Aktivteilgehäuse, bei dem eine von dem Spannungswandlerkern berandete Fläche parallel zu dem Gehäuseflansch angeordnet ist. For example, the housing flange and the contact area are arranged in mutually parallel planes. This embodiment of the invention enables a space-saving arrangement of the voltage transformer core in the active part housing, in which a surface bounded by the voltage transformer core is arranged parallel to the housing flange.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Gehäuseinnenseite zum Abschirmen eines elektrischen Feldes ausgebildet ist, das von dem Spannungswandlerkern erzeugt wird, wenn der zweite Kernabschnitt an dem Anliegebereich anliegt. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung erfüllt das Aktivteilgehäuse auch eine Abschirmfunktion, die üblicherweise von zusätzlichen Abschirmkomponenten übernommen wird, die somit ebenfalls entfallen können. A further embodiment of the invention provides that the inner side of the housing is designed to shield an electric field which is generated by the voltage transformer core when the second core section bears against the abutment region. According to this embodiment of the invention, the active part housing also fulfills a shielding function, which is usually taken over by additional shielding components, which can thus also be dispensed with.
Eine erfindungsgemäße Spannungswandlereinheit umfasst ein Aktivteil mit einem Spannungswandlerkern, der einen geraden ersten Kernabschnitt und einen U-förmigen zweiten Kernabschnitt, der die Enden des ersten Kernabschnitts miteinander verbindet, aufweist, und ein erfindungsgemäßes Aktivteilgehäuse, in dem das Aktivteil angeordnet ist. Dabei ist der Spannungswandlerkern durch mit dem Aktivteilgehäuse verbundene Befestigungsplatten, die den zweiten Kernabschnitt des Spannungswandlerkerns an den Anliegebereich der Gehäuseinnenseite des Aktivteilgehäuses drücken, kraftschlüssig an dem Aktivteilgehäuse befestigt. A voltage converter unit according to the invention comprises an active part with a voltage converter core, which has a straight first core section and a U-shaped second core section which connects the ends of the first core section, and an active part housing according to the invention, in which the active part is arranged. In this case, the voltage transformer core is fixedly connected to the active-part housing by fastening plates connected to the active-part housing, which press the second core section of the voltage transformer core against the abutment region of the inside of the housing of the active-part housing.
Durch die Befestigungsplatten wird der Spannungswandlerkern einerseits kraftschlüssig in dem Aktivteilgehäuse befestigt und andererseits an den Anliegebereich des Aktivteilgehäuses gedrückt, so dass die Befestigungsplatten und der Anliegebereich die Funktion eines Pressrahmens für den Spannungswandlerkern übernehmen. Zusätzliche Pressrahmenkomponenten sind somit nicht erforderlich. By the mounting plates of the voltage converter core is on the one hand fixed non-positively in the active part housing and on the other hand pressed against the abutment region of the active part housing, so that the mounting plates and the abutment area take over the function of a press frame for the voltage transformer core. Additional press frame components are thus not required.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jede Befestigungsplatte durch Schraubverbindungen mit dem Aktivteilgehäuse verbunden ist. Dadurch können die Befestigungsplatten in einfacher Weise an dem Aktivteilgehäuse befestigt werden, was die Montage der Spannungswandlereinheit vereinfacht. A further embodiment of the invention provides that each mounting plate is connected by screw connections to the active part housing. As a result, the mounting plates can be easily attached to the active part housing, which simplifies the installation of the voltage converter unit.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Befestigungsplatte einen Plattenrand aufweist, der mit dem zweiten Kernabschnitt durch eine erste Aushärtungsmasse verbunden ist. Unter einer Aushärtungsmasse wird hier eine Masse aus einem fließfähigen oder formbaren Material verstanden, das von selbst oder durch eine äußere Beeinflussung aushärtet. Die erste Aushärtungsmasse ermöglicht den Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen des Spannungswandlerkerns und der Befestigungsplatten und verbessert dadurch die Verbindung des Spannungswandlerkerns mit den Befestigungsplatten. A further embodiment of the invention provides that at least one fastening plate has a plate edge, which is connected to the second core portion by a first curing compound. Under a curing composition is understood here a mass of a flowable or moldable material that cures by itself or by an external influence. The first curing compound enables compensation for manufacturing and assembly tolerances of the stress transducer core and mounting plates, thereby improving the connection of the stress transducer core to the mounting plates.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Plattenrand eine Randaussparung aufweist, die mit der ersten Aushärtungsmasse ausgefüllt ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung erleichtert vorteilhaft ein Einbringen der ersten Aushärtungsmasse und vergrößert gleichzeitig vorteilhaft den von der ersten Aushärtungsmasse bedeckten Oberflächenbereich einer Befestigungsplatte. A further embodiment of the invention provides that the plate edge has an edge recess which is filled with the first curing compound. This embodiment of the invention advantageously facilitates introduction of the first curing compound and at the same time advantageously increases the surface area of a fastening plate covered by the first curing compound.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Befestigungsplatte an einem an den ersten Kernabschnitt grenzenden Endbereich des zweiten Kernabschnitts angeordnet ist. Durch die Anordnung einer Befestigungsplatte an einem Endbereich des zweiten Kernabschnitts kann die Befestigungsplatte vorteilhaft Verschiebungen des Spannungswandlerkerns in zwei Richtungen entgegenwirken, so dass insgesamt weniger Befestigungsplatten vorgesehen werden müssen, um Verschiebungen des Spannungswandlerkerns zu verhindern. A further embodiment of the invention provides that at least one fastening plate is arranged on an end region of the second core section adjacent to the first core section. By arranging a mounting plate at an end portion of the second core portion, the mounting plate can advantageously counteract displacements of the voltage converter core in two directions, so that a total of less mounting plates must be provided to prevent displacements of the voltage converter core.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine U-förmige elektrische Abschirmung vor, die an einer von dem Anliegebereich der Gehäuseinnenseite abgewandten Seite des zweiten Kernabschnitts entlang einer U-förmigen Innenkante des zweiten Kernabschnitts angeordnet ist. Eine derartige Abschirmung schirmt vorteilhaft das von dem Spannungswandlerkern erzeugte elektrische Feld auf dessen von dem Anliegebereich abgewandten Seite im Bereich seiner Innenkante ab. A further embodiment of the invention provides a U-shaped electrical shield, which is arranged on a side remote from the abutment region of the housing inner side of the second core portion along a U-shaped inner edge of the second core portion. Such a shield advantageously shields the electric field generated by the voltage converter core on its side facing away from the contact area in the region of its inner edge.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Aktivteil ein Wickelrohr aufweist, das den ersten Kernabschnitt des Spannungswandlerkerns umgibt und wenigstens eine Spannungswandlerwicklung trägt und mit wenigstens einer Befestigungsplatte verdrehsicher, beispielsweise durch eine zweite Aushärtungsmasse, verbunden ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung bewirkt wenigstens eine Befestigungsplatte zusätzlich eine Verdrehsicherung des Wickelrohrs. Durch die Verdrehsicherung werden Bewegungen des Wickelrohrs und von ihm getragener Bauteile relativ zu dem Spannungswandlerkern verhindert. Dadurch werden vorteilhaft Schädigungen von Komponenten der Spannungswandlereinheit infolge solcher Bewegungen vermieden. Die Realisierung einer Verdrehsicherung mit einer das Wickelrohr mit einer Befestigungsplatte verbindenden Aushärtungsmasse vermeidet vorteilhaft weitere Bauteile zur Vermeidung von Verdrehungen des Wickelrohrs, vereinfacht die Montage der Spannungswandlereinheit und vermeidet aufwändige und kostenintensive Bearbeitungen von Bauteilen. Ferner können Fertigungstoleranzen des Wickelrohrs und der Befestigungsplatte durch die zweite Aushärtungsmasse in einfacher Weise ausgeglichen werden. A further embodiment of the invention provides that the active part has a winding tube which surrounds the first core section of the voltage transformer core and carries at least one voltage transformer winding and is connected to at least one mounting plate against rotation, for example by a second curing compound. According to this embodiment of the invention causes at least one mounting plate additionally a rotation of the winding tube. By preventing rotation, movements of the winding tube and components supported by it are prevented relative to the voltage transformer core. As a result, damage to components of the voltage conversion unit due to such movements are advantageously avoided. The realization of an anti-rotation with a winding tube connecting the winding tube with a mounting plate advantageously avoids further components to prevent twisting of the winding tube, simplifies the installation of the voltage converter unit and avoids complex and costly machining of components. Furthermore, manufacturing tolerances of the winding tube and the mounting plate can be compensated by the second curing composition in a simple manner.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wickelrohr wenigstens eine Wickelrohrausnehmung aufweist, und dass eine Befestigungsplatte eine Verbindungsnase aufweist, die in die Wickelrohrausnehmung hineinragt, und dass die zweite Aushärtungsmasse die Verbindungsnase in der Wickelrohrausnehmung fixiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine zuverlässige Realisierung einer Verdrehsicherung des Wickelrohrs durch ein Eingreifen einer Verbindungsnase einer Befestigungsplatte in eine Wickelrohrausnehmung. A further embodiment of the invention provides that the winding tube has at least one Wickelrohrausnehmung, and that a mounting plate has a connection nose, which projects into the Wickelrohrausnehmung, and that the second curing compound fixes the connection nose in the Wickelrohrausnehmung. This embodiment of the invention allows a reliable realization of a rotation of the winding tube by engaging a connection nose of a mounting plate in a Wickelrohrausnehmung.
Ein erfindungsgemäßer Messwandler weist eine erfindungsgemäße Spannungswandlereinheit und ein Messwandlergehäuse, das eine Gehäuselängsachse aufweist, auf, wobei das Aktivteilgehäuse der Spannungswandlereinheit einen Teil des Messwandlergehäuses bildet. Der Anliegebereich der Gehäuseinnenseite des Aktivteilgehäuses ist dabei in einer zu der Gehäuselängsachse senkrechten Ebene angeordnet. Diese Anordnung des Anliegebereichs senkrecht zu der Gehäuselängsachse bewirkt eine „horizontale“ Anordnung des Spannungswandlerkerns relativ zu der Gehäuselängsachse. Gegenüber einer „vertikalen“ Anordnung des Spannungswandlerkerns werden dadurch vorteilhaft die Längsausdehnung und das Gewicht des Messwandlergehäuses reduziert. A transducer according to the invention has a voltage transformer unit according to the invention and a transducer housing which has a housing longitudinal axis, wherein the active part housing of the voltage transformer unit forms a part of the transducer housing. The contact area of the inside of the housing of the active part housing is arranged in a plane perpendicular to the housing longitudinal axis. This arrangement of the abutment region perpendicular to the housing longitudinal axis causes a "horizontal" arrangement of the voltage converter core relative to the housing longitudinal axis. Compared to a "vertical" arrangement of the voltage converter core, the longitudinal extent and the weight of the transducer housing are thereby advantageously reduced.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Das Aktivteil
Zum besseren Verständnis ist in allen Figuren ein kartesisches Koordinatensystem mit Koordinaten X, Y, Z dargestellt, dessen X-Achse parallel zu den Längsachsen der Seitenabschnitte
Die
Die
Das Wickelrohr
Die Gehäuseinnenseite
Der Spannungswandlerkern
Die Befestigungsplatten
Eine erste Befestigungsplatte
Die Spannungswandlereinheit
Jede Befestigungsplatte
Ein erstes Ende der Abschirmung
Die Schraubelemente
Jede Befestigungsplatte
Das Wickelrohr
Zur Montage der Spannungswandlereinheit
Der Messwandler
Der Hohlisolator
Das Messwandlergehäuse
In dem Aktivteilgehäuse
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
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