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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Drossel (Motordrossel; Drosselspule) mit einem äußeren Umfangseisenkern und Eisenkernspulen.
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Zum Stand der Technik
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Drosseln haben eine Mehrzahl von Eisenkernspulen und jede Eisenkernspule hat einen Eisenkern und eine um diesen gewickelte Spule. Vorgegebene Spalte sind zwischen den mehreren Eisenkernen ausgeformt. Siehe hierzu beispielsweise veröffentlichte
japanische Patentanmeldung 2000-77242 und veröffentlichte japanische Patentanmeldung 2008-210998.
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Bekannt sind auch Drosseln, bei denen mehrere Eisenkernspulen im Inneren eines ringförmigen äußeren Umfangseisenkerns angeordnet sind. Bei solchen Drosseln kann der äußere Umfangseisenkern geteilt werden in mehrere äußere Umfangseisenkernteile und die Eisenkerne können integral mit jeweiligen äußeren Umfangskernteilen geformt sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Da aber der äußere Umfangseisenkern unterteilt ist in eine Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen kann es bei Betrieb der Drossel zu Vibrationen aufgrund der Magnetostriktion oder dergleichen kommen, wobei es zu einer Dejustierung der mehreren äußeren Umfangseisenkernteile kommen kann. Dies kann dazu führen, dass die gewünschten magnetischen Eigenschaften nicht erhalten werden. Ist der Umfang des äußeren Umfangseisenkerns umfasst und zusammengehalten von einem Band mit elastischen Eigenschaften, kann ein Problem dahingehend auftreten, dass die Größe der Drossel anwächst.
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Somit besteht Bedarf an einer Drossel, bei der eine Dejustierung der Mehrzahl äußerer Umfangseisenkernteile aufgrund einer Magnetostriktion verhindert ist, ohne dass die Abmessungen der Drossel anwachsen.
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Gemäß einer ersten Merkmalskombination der vorliegenden Beschreibung wird eine Drossel bereitgestellt mit einem äußeren Umfangseisenkern aus einer Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen und mit zumindest drei Eisenkernspulen im Inneren des äußeren Umfangseisenkerns, wobei die zumindest drei Eisenkernspulen mit zugeordneten äußeren Umfangseisenkernteilen gekoppelt sind und Spulen auf die einzelnen Eisenkerne gewickelt sind, Spalte, welche magnetisch koppelbar sind, zwischen einem der zumindest drei Eisenkerne und einem weiteren, dazu benachbarten Eisenkern ausgeformt sind, und die Drossel weiterhin Verbindungsteile aufweist zum Verbinden der Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernabschnitten miteinander.
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Da bei der ersten Merkmalskombination die Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen durch Verbindungsteile verbunden ist, ist es möglich, eine Dejustierung (unerwünschte örtliche Verschiebung) aufgrund von Magnetostriktion zu vermeiden.
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Diese Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Einzelheiten typischer Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Figuren.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Querschnitt des Kernkörpers einer Drossel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
- 2A ist eine perspektivische Ansicht von Teilen in Explosionsdarstellung des Kernkörpers gemäß 1.
- 2B ist ein vertikaler (axialer) Schnitt der äußeren Umfangseisenkernteile gemäß 2A.
- 2C ist ein vertikaler Schnitt entlang der Linie A-A von 1.
- 3A ist eine perspektivische Ansicht einer Drossel gemäß dem Stand der Technik.
- 3B ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Drossel gemäß dem Stand der Technik.
- 4A ist eine erste Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4B ist eine zweite Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4C ist eine dritte Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4D ist eine vierte Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4E ist eine fünfte Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 4F ist eine sechste Ansicht der magnetischen Flussdichte einer Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
- 5 zeigt die Beziehung zwischen Phase und Strom.
- 6 ist ein Querschnitt durch den Kernkörper einer Drossel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
- 7A ist eine perspektivische Ansicht des Kernkörpers gemäß 6, teilweise in Explosionsdarstellung.
- 7B ist ein vertikaler (axialer) Schnitt durch äußere Umfangseisenkernteile gemäß 7A.
- 7C ist ein vertikaler Schnitt entlang der Linie A'-A' gemäß 6.
- 8A ist ein Schnitt zur Einzeldarstellung einer Magnetplatte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 8B ist ein vertikaler Schnitt durch äußere Umfangseisenkernteile gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 8C ist ein weiterer vertikaler Schnitt entlang der Linie A'-A' von 6.
- 9 ist ein Schnitt durch den Kern einer Drossel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
- 10A ist eine perspektivische Ansicht des in 9 gezeigten Kernkörpers, teilweise in Explosionsdarstellung.
- 10B ist ein vertikaler Schnitt entlang der Linie A"-A" von 9.
- 11 ist ein Querschnitt einer Drossel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
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BESCHREIBUNG VON EINZELHEITEN
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Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Blick auf die begleitenden Figuren näher beschrieben. In den Figuren sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Maßstäbe in den Figuren passend abgewandelt.
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In der nachfolgenden Beschreibung wird hauptsächlich eine Drossel mit drei Phasen als Beispiel näher beschrieben. Jedoch ist der Gegenstand dieser Beschreibung nicht auf die Anwendung bei einer drei-phasigen Drossel beschränkt, sondern kann allgemein bei jeder mehrphasigen Drossel eingesetzt werden, welche in jeder Phase eine konstante Induktanz erfordert. Auch ist die Drossel gemäß der vorliegenden Beschreibung nicht eingeschränkt auf einen Einsatz auf der Primärseite oder der Sekundärseite von Invertern eines industriellen Roboters oder einer Werkzeugmaschine, vielmehr kann die Drossel bei verschiedenen Maschinen eingesetzt werden.
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1 ist eine Querschnittsdarstellung des Kernkörpers einer Drossel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechend 1 hat ein Kernkörper 5 einer Drossel 6 einen ringförmigen äußeren Umfangseisenkern 20 und drei Eisenkernspulen 31 bis 33, die im Inneren des äußeren Umfangseisenkerns 20 angeordnet sind. Gemäß 1 sind die Eisenkernspulen 31 bis 33 in dem im Wesentlichen hexagonalen äußeren Umfangseisenkern 20 angeordnet. Diese Eisenkernspulen 31 bis 33 sind in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung des Kernkörpers 5 verteilt.
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Angemerkt sei, dass der äußere Umfangseisenkern 20 auch eine andere rotationssymmetrische Form haben kann, wie eine Kreisform. Die Anzahl der Eisenkernspulen kann ein Vielfaches von drei betragen, wodurch die Drossel 6 als eine Drossel mit drei Phasen eingesetzt werden kann. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, haben die Eisenkernspulen 31 bis 33 Eisenkerne 41 bis 43, die sich jeweils in Radialrichtungen des äußeren Umfangseisenkerns 20 erstrecken, und Spulen 51 bis 53, die auf die Eisenkerne 41 bis 43 jeweils gewickelt sind.
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Der äußere Umfangseisenkern 20 ist aus einer Mehrzahl, beispielsweise drei, äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 zusammengesetzt, die in Umfangsrichtung verteilt sind. Die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 sind integral ausgeformt mit den jeweiligen zugeordneten Eisenkernen 41 bis 43. Die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 und die Eisenkerne 41 bis 43 werden gebildet durch Stapelung einer Mehrzahl von magnetischen Platten, sowie Eisenplatten, Karbonstahlplatten, elektromagnetischen Stahlplatten oder dergleichen. Ist der äußere Umfangseisenkern 20 aus einer Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 zusammengesetzt, dann kann auch ein relativ großer äußerer Umfangseisenkern 20 in einfacher Weise hergestellt werden. Angemerkt sei, dass die Anzahl der Eisenkerne 41 bis 43 und die Anzahl der Eisenkernteile 24 bis 26 nicht notwendigerweise gleich sein müssen.
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Die Spulen 51 bis 53 sind in Spulenräumen 51a bis 53a angeordnet, welche zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 und den Eisenkernen 41 bis 43 ausgeformt sind. In den Spulenräumen 51a bis 53a sind die inneren Umfangsoberflächen und die äußeren Umfangsoberflächen der Spulen 51 bis 53 benachbart den Innenwänden der Spulenräume 51a bis 53a angeordnet.
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Die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 43 sind nahe dem Zentrum des äußeren Umfangseisenkerns 20 positioniert. In der Figur laufen die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 43 in Richtung auf das Zentrum des äußeren Umfangseisenkerns 20 zusammen und die Spitzenwinkel der Enden betragen zumindest annähernd 120 Grad. Die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 43 sind voneinander durch Spalte 101 bis 103 getrennt, welche magnetisch koppelbar sind.
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Mit anderen Worten: das radial innere Ende des Eisenkerns 41 ist von den radial inneren Enden der zwei benachbarten Eisenkerne 42 und 43 über die Spalte 101 und 103 getrennt. Das gleiche gilt für die anderen Eisenkerne 42 und 43 entsprechend. Die Größen der Spalte 101 bis 103 sind einander gleich.
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Da bei der Konfiguration entsprechend 1 die drei Eisenkernspulen 31 bis 33 durch den äußeren Umfangseisenkern 20 umfasst sind, lecken die Magnetfelder, welche durch die Spulen 51 bis 53 erzeugt werden, nicht aus dem äußeren Umfangseisenkern 20 nach außen. Da die Spalte 101 bis 103 im Mittelbereich mit variierender Stärke kostengünstig durch Anschlag an die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 aneinander vorgesehen sind, hat die Konfiguration gemäß 1 Vorteile insbesondere hinsichtlich der Konstruktion im Vergleich zu herkömmlich gestalteten Drosseln.
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Bei dem Kernkörper 5 der vorliegenden Beschreibung ist die Differenz in den magnetischen Weglängen zwischen den Phasen reduziert im Vergleich zu herkömmlich aufgebauten Drosseln. Damit kann eine Ungleichmäßigkeit bezüglich der Induktanz aufgrund einer Differenz der magnetischen Weglänge reduziert werden. Da die Spalte unvermeidlich an Orten entfernt von den Spulen vorgesehen sind, macht der Streuverlust an magnetischem Fluss aus den Spalten es schwierig, die Spulen zu koppeln. Da die Winkel zwischen den Eisenkernen der benachbarten Eisenkernspulen kleiner sind als 180 Grad, wird eine Streuung von magnetischem Fluss aus der Umgebung der Spalte unterdrückt. Im Ergebnis dieser Effekte ist es schwierig, die Spulen aufgrund von Streufluss zu koppeln und Wirbelstromverluste der Spulen aufgrund der Streuung von magnetischem Fluss können unterdrückt werden.
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2A ist eine perspektivische Ansicht, teilweise in Explosionsdarstellung, des Kernkörpers gemäß 1A und 2B ist ein Vertikalschnitt durch äußere Umfangseisenkernteile entsprechend 2A. „Vertikal“ bedeutet hier „längsachsenparallel“. 2C ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie A-A von 1. Die Verbindung zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 und 25 wird weiter unten näher beschrieben. Da die Verbindung zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 25 und 26 und die Verbindung zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 26 und 24 die gleiche ist wie die Verbindung zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 und 25, wird auf eine wiederholte Beschreibung dieser Verbindungen verzichtet. Entsprechendes gilt für die weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Wie aus den 2A und 2B ersichtlich ist, ist das äußere Umfangseisenkernteil 24 aus magnetischen Platten 24a und 24b geformt, welche abwechselnd versetzt aufeinandergeschichtet sind, und das äußere Umfangseisenkernteil 25 ist aus magnetischen Platten 25a und 25b geformt, welche abwechselnd versetzt aufeinandergeschichtet sind.
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Die magnetischen Platten 24a haben vorstehende Abschnitte 70b, welche in Richtung auf das äußere Umfangseisenkernteil 26 (in 2A nicht gezeigt) an einem Ende in Umfangsrichtung vorstehen, während am anderen Ende in Umfangsrichtung diese Platten keine vorspringenden Abschnitte aufweisen, die in Richtung auf das äußere Umfangseisenkernteil 25 vorstehen. Entsprechend haben die magnetischen Platten 24b keine vorstehenden Abschnitte, die an einem Ende in Umfangsrichtung in Richtung auf das äußere Umfangseisenkernteil 26 vorstehen, während am anderen Ende in Umfangsrichtung vorstehende Abschnitte 70a vorgesehen sind, welche in Richtung auf das äußere Umfangseisenkernteil 25 vorstehen.
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Die magnetischen Platten 25a des äußeren Umfangseisenkernteils 25 haben die gleiche Form wie die magnetischen Platten 24a des äußeren Umfangseisenkernteils 24 und die magnetischen Platten 25b haben die gleiche Form wie die magnetischen Platten 24b des äußeren Umfangseisenkernteils 24. Das äußere Umfangseisenkernteil 26 ist aus ähnlichen magnetischen Platten 26a, 26b geformt (in den Figuren nicht dargestellt).
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Wie aus den 2A bis 2C ersichtlich ist, sind die vorstehenden Abschnitte 70a des äußeren Umfangseisenkernteils 24 und die mehreren vorstehenden Abschnitte 70b des äußeren Umfangseisenkernteils 25 wechselseitig miteinander verzahnt, um einen verzahnten Abschnitt 70 als Verbindungsteil zu bilden. Verzahnte Abschnitte 70 werden in gleicher Weise an beiden Enden des anderen äußeren Umfangseisenkernteils 26 gebildet. Gemäß dieser Beschreibung sind die mehreren äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 miteinander verbunden über die obige Überlappungsverbindung bzw. Stufen-Überlappungsverbindung. Die vorstehenden Abschnitte 70a, 70b sind vorzugsweise verstemmt oder miteinander verklebt und im Ergebnis sind die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 stabil fixiert.
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3B ist eine perspektivische Ansicht einer Drossel gemäß dem Stand der Technik. Bei der Drossel gemäß 3B besteht ein Risiko dahingehend, dass die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26, welche integral ausgeformt sind mit den Eisenkernen 41 bis 43, dejustiert (falsch ausgerichtet) werden. Um eine solche Dejustierung zu vermeiden, ist gemäß 3A ein Band B aus elastischem Material um den Umfang des Kernkörpers 5 gelegt. Sind die verbindenden Oberflächen zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen flach und nicht in geeigneter Weise konvex, besteht die Gefahr, dass eine gewisse Fehljustierung auftritt entlang der verbindenden Flächen, alleine durch die Umwindung mit dem Band.
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Da beim ersten Ausführungsbeispiel die mehreren äußeren Umfangseisenkerne 24 bis 26 miteinander verbunden sind durch die verzahnten Abschnitte 70 als Verbindungsteile, kann eine Dejustierung der mehreren äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 aufgrund von Magnetostriktion verhindert werden. Da weiterhin keine zusätzlichen Bauteile oder dergleichen erforderlich sind, ist es möglich, die Baugröße der Drossel 6 gering zu halten. Beim Verbinden der mehreren äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 durch die verzahnten Abschnitte 70 kann der Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften der Drossel 6 bei der Bestromung reduziert werden.
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Auch wenn kleinste Zwischenräume, beispielsweise zwischen den mehreren magnetischen Platten 24a des äußeren Umfangseisenkernteils 24 und den mehreren magnetischen Platten 25a des äußeren Umfangseisenkernteils 25 verbleiben, sind weitere magnetische Platten 24b, 25b zwischen den magnetischen Platten 24a und zwischen den magnetischen Platten 25a wirksam. Damit wird die Wirkung derartiger kleinster Zwischenräume auf die magnetischen Eigenschaften minimiert.
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Die 4A bis 4F zeigen die magnetische Flussdichte der Drossel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. 5 zeigt den zeitlichen Verlauf von Strom und Stromphase. 4A ist eine Stirnansicht des äußeren Umfangseisenkerns beim ersten Ausführungsbeispiel. In 5 sind die Eisenkerne 41 bis 43 des Kernkörpers 5 gemäß 1A in die R-Phase, die S-Phase bzw. die T-Phase gesetzt. Der Strom in der R-Phase ist durch die gepunktete Linie, der Strom in der S-Phase durch die durchgezogene Linie und der Strom in der T-Phase durch die gestrichelte Linie dargestellt.
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Ist in 5 der Phasenwinkel π/6, dann ergibt sich die magnetische Flussdichte gemäß 4A. Ist der Phasenwinkel π/3, ergibt sich die magnetische Flussdichte gemäß 4B. Ist der Phasenwinkel π/2, ergibt sich die Flussdichte nach 4C. Ist der Phasenwinkel 2π/3, ergibt sich magnetische Flussdichte gemäß 4D. Beträgt der Phasenwinkel 5π/6, ergibt sich die magnetische Flussdichte gemäß 4E. Ist schließlich der Phasenwinkel π, ergibt sich die magnetische Flussdichte gemäß 4F.
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Wie aus den 4A bis 4F ersichtlich ist, sind die magnetischen Flussdichten in den Bereichen der Verbindungsflächen zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 kleiner als die magnetische Flussdichte in den anderen Bereichen des äußeren Umfangseisenkerns 20. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Weiten der Eisenkerne nahe den Verbindungsflächen, durch welche der magnetische Fluss verläuft, weiter gestaltet sind als in den anderen Bereichen des äußeren Umfangseisenkerns. Deshalb ist, wie 1 zeigt, es vorzuziehen, Verbindungsteile 70 in den Bereichen der Verbindungsflächen zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 vorzusehen, welche diesem Ansatz genügen. Auf diese Weise kann der Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften der Drossel 6 reduziert werden und die äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 26 können miteinander günstig verbunden werden. Auch ist ein Auseinanderbau und ein Zusammenbau der Drossel vereinfacht.
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6 ist eine Querschnittsdarstellung des Kernkörpers einer Drossel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In dem Kernkörper 5 gemäß 6 sind Verbindungsteile, ähnlich wie oben beschrieben, zwischen den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 angeordnet. Beim zweiten Ausführungsbeispiel enthalten die Verbindungsteile Durchgangslöcher 91 bis 93, die in den verzahnten Abschnitten 70 ausgeformt sind und Verbindungselemente 81 bis 83, welche in die Durchgangslöcher 91 bis 93 jeweils passgenau eingeschoben sind.
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7A ist eine perspektivische Ansicht, teilweise in Explosionsdarstellung, des in 6 gezeigten Kernkörpers und 7B ist ein Vertikalschnitt der äußeren Umfangseisenkernteile gemäß 7A. Wie 7A zeigt, ist das Durchgangsloch 93b ausgeformt in den vorstehenden Abschnitten 70b der magnetischen Platten 24a des äußeren Umfangseisenkernteils 24 und das Durchgangsloch 91a ist ausgeformt in den vorstehenden Abschnitten 70a der magnetischen Platten 24b. Ähnlich ist das Durchgangsloch 91b in den vorstehenden Abschnitten 70b der magnetischen Platten 25a des äußeren Umfangseisenkernteils 25 ausgeformt und das Durchgangsloch 92a ist in den vorstehenden Abschnitten 70a der magnetischen Platten 25b ausgeformt. Die Abmessungen der Durchgangslöcher 91a, 91b, 92a und 93b sind einander gleich.
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Gemäß 7C, welche ein vertikaler (achsenparalleler) Schnitt entlang der Linie A'-A' von 6 ist, werden die Durchgangslöcher 91 bei der Formung der verzahnten Abschnitte 70 erzeugt. Das Verbindungselement 81 wird passend in das Durchgangsloch 91 eingeschoben. Damit können die mehreren äußeren Umfangseisenkernteile fest verbunden werden. Mit dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Wirkungen erzielt, wie sie oben beschrieben sind. Die Durchgangslöcher können andere Formen aufweisen als die in 6 gezeigten.
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8A ist eine Schnittdarstellung eines Details einer magnetischen Platte gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 8B ist ein Vertikalschnitt der äußeren Umfangseisenkernteile gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel und 8C ist ein weiterer Vertikalschnitt entlang der Linie A'-A' nach 6. Wie 8A zeigt, wird ein Abschnitt 81a der magnetischen Platte 24b entsprechend dem Verbindungselement 81 unvollständig herausgedrückt. Mit anderen Worten: der Abschnitt 81a wird so erzeugt, dass er nicht vollständig von der magnetischen Platte 24b getrennt ist. Der Abschnitt 81a wird dann wieder etwas in die magnetische Platte 24b zurückgedrückt und im Ergebnis ergibt sich ein nicht ganz herausgedrückter Abschnitt 81a.
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Gemäß 8B werden einander entsprechende Abschnitte 81b in den magnetischen Platten 25a ausgeformt. Die äußeren Umfangseisenkernteile 24 und 25, wie oben beschrieben, werden durch Schichtung der magnetischen Platten 24a und 24b sowie durch Schichtung der magnetischen Platten 25a und 25b gebildet.
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Damit sind durch diese Erzeugung des verzahnten Abschnittes 70 gemäß 8C die gestanzten Abschnitte 81, 81b miteinander fluchtend ausgerichtet. Das Verbindungselement 81 kann dann erzeugt werden durch Drücken der Abschnitte 81a, 81b mit zum Beispiel einem Stempel 80. Damit ist es nicht erforderlich, vorab ein Verbindungselement 81 herzustellen und das Verbindungselement kann deshalb in einfacher Weise geformt werden.
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9 ist eine Schnittdarstellung eines Kernkörpers einer Drossel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Beim dritten Ausführungsbeispiel haben die Verbindungsteile Durchgangslöcher 91 bis 93, die in den verzahnten Abschnitten 70 ausgeformt sind, und Verbindungselemente 81 bis 83, welche passend in die Durchgangslöcher 91 bis 93 eingeschoben werden.
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10A ist eine perspektivische Darstellung, teilweise in Explosionsdarstellung, des in 9 gezeigten Kernkörpers und 10B ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie A"-A" von 9. Wie aus 10A ersichtlich, sind Ausnehmungen 98b in den vorstehenden Abschnitten 70b der magnetischen Platten 24a der äußeren Umfangseisenkernteile 24 ausgeformt und Ausnehmungen 96a sind in den vorstehenden Abschnitten 70a der magnetischen Platten 24b ausgeformt. Ähnlich sind Ausnehmungen 96b in den vorstehenden Abschnitten 70b der magnetischen Platten 25a des äußeren Umfangseisenkernteils 25 ausgeformt und Ausnehmungen 97a sind in den vorstehenden Abschnitten 70a der magnetischen Platten 25b ausgeformt. Die Abmessungen der Ausnehmungen 96a, 96b, 97a und 98b entsprechen einander.
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Durch die Ausformung der verzahnten Abschnitte 70, wie oben beschrieben, wird das Durchgangsloch 91 aus den Ausnehmungen 96a und 96b gebildet. Das Verbindungselement 81 wird, wie oben beschrieben, passend in das Durchgangsloch 91 eingeführt. Entsprechendes gilt für die weiteren Durchgangslöcher 92 und 93. Auf diese Weise können das äußere Umfangseisenkernteil 24 und das äußere Umfangseisenkernteil 95 besonders fest verbunden werden. Mit dem dritten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Effekte, wie oben beschrieben, erreicht. Die Formen der Ausnehmungen 96a, 96b sind nicht auf die dargestellten und beschriebenen beschränkt.
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Andererseits ist es vorzuziehen, dass die Elemente entsprechend den Verbindungselementen 81 bis 83 ausgestanzt werden aus einer Mehrzahl von gestapelten magnetischen Platten, um so die Verbindungselemente zu bilden. Die Bereiche entsprechend den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26, die integral mit den Eisenkernen 41 bis 43 geformt sind, können aus den gestapelten magnetischen Platten gestanzt werden. Auch in diesem Fall ist es nicht erforderlich, zusätzliche Bauteile herzustellen, um die Verbindungselemente 81 bis 83 zu bilden. Andererseits ist es aber auch möglich, die Verbindungselemente 81 bis 83 als gesonderte Elemente herzustellen.
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Werden die Verbindungselemente 81 bis 83 aus einer Vielzahl von magnetischen Platten gefertigt, sind sie magnetisch. Sind hingegen die Verbindungselemente aus nichtmagnetischem Material gefertigt, werden die magnetischen Eigenschaften der Drossel 6 an den Orten der Verbindungselemente durch letztere beeinflusst, wodurch die Sättigung des magnetischen Flusses gefördert wird. Deswegen kann bei Fertigung der Verbindungselemente 81 bis 83 aus einem magnetischen Material dieses Problem vermieden werden.
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Gemäß 10B ist das Verbindungselement 81 in Stapelrichtung um eine Distanz verschoben, die kleiner ist als die Stärke von einer der magnetischen Platten. Mit anderen Worten: eine der magnetischen Platten des Verbindungselementes 81 kontaktiert zwei der mehreren magnetischen Platten, welche das äußere Umfangseisenkernteil 24 bilden, und zwei der mehreren magnetischen Platten, welche das äußere Umfangseisenkernteil 25 bilden. Der vorstehend erwähnte Verschiebungsabstand beträgt vorzugsweise die Hälfte der Stärkte einer magnetischen Platte. Damit können die äußeren Umfangseisenkernteile 24 und 25 mit einer einfachen Struktur fest verbunden werden. Entsprechendes gilt für das Ausführungsbeispiel gemäß 8C.
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Entsprechend 10B ist die Anzahl der magnetischen Platten des Verbindungselementes 81 vorzugsweise kleiner als die Anzahl der magnetischen Platten, welche das äußere Umfangseisenkernteil 24 bilden und welche das äußere Umfangseisenkernteil 25 bilden. Damit wird erreicht, dass die Enden des Verbindungselementes 81 nicht aus den Oberflächen der äußeren Umfangseisenkernteile 24 und 25 hervorragen.
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11 ist ein Querschnitt einer Drossel gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Der Kernkörper 5 der Drossel 6 gemäß 11 hat einen im Wesentlichen oktogonalen äußeren Umfangseisenkern 20, welcher zusammengesetzt ist aus den äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 26 und vier Eisenkernspulen 31 bis 34, welche den oben erläuterten Eisenkernspulen entsprechen. Diese Eisenkernspulen 31 bis 34 sind in im Wesentlichen gleichen Intervallen in Umfangsrichtung der Drossel 6 verteilt. Die Anzahl der Eisenkerne ist vorzugsweise eine gerade Zahl, insbesondere 4 oder größer, so dass die Drossel 6 als eine einphasige Drossel eingesetzt werden kann.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, haben die Eisenkernspulen 31 bis 34 Eisenkerne 41 bis 44, welche sich in Radialrichtungen erstrecken, und die Spulen 51 bis 54 sind auf die jeweiligen Eisenkerne gewickelt. Die radial äußeren Enden der Eisenkerne 41 bis 44 sind integral ausgeformt mit den zugehörigen äußeren Umfangseisenkernteilen 24 bis 27.
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Jedes der radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 44 ist nahe dem Zentrum des äußeren Umfangseisenkerns 20 angeordnet. Entsprechend 11 laufen die inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 44 in Richtung auf das Zentrum des äußeren Umfangseisenkerns 20 zusammen und die Winkel der Spitzen betragen etwa 90 Grad. Die radial inneren Enden der Eisenkerne 41 bis 44 sind über Spalte 101 bis 104 voneinander getrennt, über welche die magnetische Verbindung hergestellt werden kann.
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Gemäß 11 werden verzahnte Abschnitte 70 in den Verbindungsflächen der äußeren Umfangseisenkernteile 24 bis 27 als Verbindungsteile geformt. Die verzahnten Abschnitte 70 entsprechen den oben Beschriebenen und Durchgangslöcher 91 bis 94, in welche Verbindungselemente eingeschoben werden, können in den verzahnten Abschnitten 70 geformt werden. Somit versteht sich, dass bei dem vierten Ausführungsbeispiel die gleichen Wirkungen erzielt werden wie oben beschrieben.
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BESONDERE MERKMALE DER DARGESTELLTEN ERFINDUNG
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Gemäß einer ersten Merkmalskombination wird eine Drossel (6) bereitgestellt mit einem äußeren Umfangseisenkern (20) aus einer Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen (24 bis 27) und zumindest drei Eisenkernspulen (31 bis 34) sind im Inneren des äußeren Umfangseisenkerns angeordnet, wobei die zumindest drei Eisenkernspulen aus Eisenkernen (41 bis 44) zusammengesetzt sind, welche mit den jeweiligen äußeren Umfangseisenkernteilen gekoppelt sind, sowie Spulen (51 bis 54), welche auf die jeweiligen Eisenkerne gewickelt sind, und Spalte (101 bis 104), welche magnetisch koppelbar sind, sind zwischen einem der zumindest drei Eisenkerne und einem weiteren, benachbarten Eisenkern ausgeformt, wobei die Drossel weiterhin Verbindungsteile (insbesondere verzahnte Abschnitte 70) aufweist zum Verbinden der mehreren äußeren Umfangseisenkernteile miteinander.
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Gemäß einer zweiten Merkmalskombination werden bei der ersten Merkmalskombination die äußeren Umfangseisenkernteile und die Eisenkerne geformt durch Stapelung einer Mehrzahl von Platten in einer Stapelungsrichtung.
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Gemäß einer dritten Merkmalskombination enthalten bei den ersten oder zweiten Merkmalskombinationen die Verbindungsteile verzahnte Abschnitte (70), in welchen mehrere Platten eines äußeren Umfangseisenkernteils und mehrere Platten eines weiteren Umfangseisenkernteils versetzt vorstehen und miteinander zwischen den benachbarten äußeren Umfangseisenkernteilen verzahnt sind.
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Gemäß einer vierten Merkmalskombination sind bei der dritten Merkmalskombination Löcher (91 bis 94) zwischen den mehreren äußeren Umfangseisenkernteilen oder in den verzahnten Abschnitten ausgeformt und die Verbindungsteile enthalten weiterhin Verbindungselemente (81 bis 84), welche in die Löcher eingeführt sind.
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Gemäß einer fünften Merkmalskombination sind bei der vierten Merkmalskombination die Verbindungselemente geformt durch Stapelung einer Mehrzahl von Platten in der Stapelungsrichtung und die Verbindungselemente sind verschoben in Bezug auf die mehreren Platten, welche die mehreren äußeren Umfangseisenkernteile bilden, in der Stapelungsrichtung um eine Distanz, die kleiner ist als die Stärke von einer der mehreren Platten.
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Gemäß einer sechsten Merkmalskombination sind bei der vierten oder fünften Merkmalskombination die Verbindungselemente aus einem magnetischen Material gefertigt.
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Gemäß einer siebten Merkmalskombination beträgt in einer der ersten bis sechsten Merkmalskombinationen die Anzahl der zumindest drei Eisenkernspulen ein Vielfaches von drei.
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Gemäß einer achten Merkmalskombination beträgt in irgendeiner der ersten bis sechsten Merkmalskombinationen die Anzahl der zumindest drei Eisenkernspulen eine gerade Zahl nicht kleiner als vier.
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WIRKUNGEN DER MERKMALSKOMBINATIONEN
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Da bei der ersten Merkmalskombination die Mehrzahl von äußeren Umfangseisenkernteilen durch Verbindungsteile verbunden sind, ist es möglich, eine Dejustierung der Mehrzahl von größeren Umfangseisenkernteilen aufgrund von Magnetostriktion zu vermeiden.
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Bei der zweiten Merkmalskombination können die äußeren Umfangseisenkernteile und die Eisenkerne in einfacher Weise zusammengebaut werden.
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Bei der dritten Merkmalskombination kann die Mehrzahl der äußeren Umfangseisenkernteile in einfacher Weise durch verzahnte Abschnitte verbunden werden. Auch ist der Auseinanderbau und der Zusammenbau der Drossel einfach.
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Bei der vierten Merkmalskombination kann durch Einsatz der Verbindungselemente, welche in Löcher geschoben werden, die Mehrzahl der äußeren Umfangseisenkernteile fest verbunden werden und es ist möglich, eine Aufweitung der Größe der Drossel zu vermeiden.
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Da bei der fünften Merkmalskombination die Verbindungselemente in Stapelrichtung verschoben sind, kann die Mehrzahl der äußeren Umfangseisenkernteile mit einer einfachen Konfiguration fest miteinander verbunden werden. Da die Verbindungselemente und die mehreren äußeren Umfangseisenkernteile durch Stanzung eine Mehrzahl von gestapelten Platten herstellbar sind, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Elemente für die Erzeugung der Verbindungselemente herzustellen.
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Bestehen die Verbindungselemente aus einem nicht-magnetischen Material, werden die magnetischen Eigenschaften der Drossel an Orten der Verbindungselemente durch Letztere verändert und dies könnte zum Auftreten einer Sättigung des magnetischen Flusses führen. Da beim sechsten Ausführungsbeispiel die Verbindungselemente aus einem magnetischen Material bestehen, kann dieses Problem vermieden werden. Beim siebten Ausführungsbeispiel kann die Drossel als eine Drossel mit drei Phasen eingesetzt werden.
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Beim achten Ausführungsbeispiel kann die Drossel als Drossel mit einer Phase eingesetzt werden.
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Zwar wurde die Erfindung mit Bezug auf typische Ausführungsbeispiele näher beschrieben, jedoch versteht eine Fachperson, dass obige Abwandlungen und verschiedene weitere Abwandlungen, Weglassungen und Hinzufügungen gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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