DE102023000998A1 - Transformer with toroidal core - Google Patents

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DE102023000998A1
DE102023000998A1 DE102023000998.9A DE102023000998A DE102023000998A1 DE 102023000998 A1 DE102023000998 A1 DE 102023000998A1 DE 102023000998 A DE102023000998 A DE 102023000998A DE 102023000998 A1 DE102023000998 A1 DE 102023000998A1
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ring
toroidal
core
ferrite
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Harald Wolf
Andreas Böser
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Abstract

Transformator mit Ringkern, insbesondere mit torusförmigen Ringkern, wobei der Transformator eine Ringwicklung aufweist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist, wobei der Transformator eine toroidale Wicklung auf dem Ringkern aufweist, insbesondere wobei die toroidale Wicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, insbesondere welche auf dem Ringkern gewickelt sind,wobei die Ringwicklung zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist.Transformer with a toroidal core, in particular with a toroidal toroidal core, wherein the transformer has a ring winding, in particular wherein the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the ring axis of the toroidal core, wherein the transformer has a toroidal winding on the toroidal core, in particular wherein the toroidal winding has a primary winding and a Secondary winding, in particular which are wound on the toroidal core, the toroidal winding being arranged between the toroidal core and the toroidal winding.

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit Ringkern.The invention relates to a transformer with a toroidal core.

Aus der WO 2020/001811 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Ringkerntransformator bekannt.From the WO 2020/001811 A1 The closest prior art is a toroidal transformer.

Aus der US4 210 859 A ist eine orthogonale Wicklung bekannt.From the US4 210 859 A an orthogonal winding is known.

Aus der CA 3009929 A1 ist eine toroidale Wicklung mit einer innen liegenden Wicklung bekannt.From the CA 3009929 A1 A toroidal winding with an internal winding is known.

Aus der EP 2 603 920 B1 ist ein Transformator bekannt.From the EP 2 603 920 B1 a transformer is known.

Aus der US 2008 / 0 204 180 A1 ist ein Transformator mit Ringkern bekannt.From the US 2008 / 0 204 180 A1 A transformer with a toroidal core is known.

Aus der US 2002 / 0 017 976 A1 ist ein induktives Bauelement mit Ringkern bekannt.From the US 2002 / 0 017 976 A1 an inductive component with a toroidal core is known.

Aus der JP 4 523 389 B2 ist ein Transformator mit toroidalem Kern bekannt.From the JP 4 523 389 B2 A transformer with a toroidal core is known.

Aus der DE 10 2012 202 472 A1 ist die Ausgestaltung von Ferritschichten bekannt.From the DE 10 2012 202 472 A1 The design of ferrite layers is known.

Aus der EP 1 933 339 A2 sind einen toroidalen Kern aufweisende Bauelemente bekannt.From the EP 1 933 339 A2 Components having a toroidal core are known.

Aus der EP 3 428 937 A1 ist eine hohle toroidale magnetische Leistungseinheit bekannt.From the EP 3 428 937 A1 A hollow toroidal magnetic power unit is known.

Aus der US 2005/ 0 110 605 A1 ist ein steuerbarer Transformator bekannt.From the US 2005/ 0 110 605 A1 a controllable transformer is known.

Aus der JP 2001- 167 935 A ist eine Ringspule bekannt.From the JP 2001- 167 935 A a toroidal coil is known.

Aus der JP S60- 32 313 A ist ebenfalls eine Ringspule bekannt.From the JP S60-32 313 A A toroidal coil is also known.

Aus der JP S60- 32 313 A ist ein magnetischer Kern bekannt.From the JP S60-32 313 A a magnetic nucleus is known.

Aus der DE 10 2019 003 843 A1 ist ein Transformator mit Ringkern bekannt.From the DE 10 2019 003 843 A1 A transformer with a toroidal core is known.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transformator mit Ringkern und ein System zur elektrischen Versorgung einer Last kompakt auszubilden.The invention is therefore based on the object of designing a transformer with a toroidal core and a system for electrically supplying a load to be compact.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Transformator nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the transformer according to the features specified in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Transformator, insbesondere mit torusförmigen Ringkern, sind, dass der Transformator eine Ringwicklung aufweist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist,
wobei der Transformator eine toroidale Wicklung auf dem Ringkern aufweist, insbesondere wobei die toroidale Wicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, insbesondere welche auf dem Ringkern gewickelt sind,
wobei die Ringwicklung zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere radial zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist,
insbesondere wobei der Ringkern aus Ferrit ausgeführt ist,
insbesondere wobei die radiale Richtung auf die Ringachse bezogen ist.
Important features of the invention in the transformer, in particular with a toroidal toroidal core, are that the transformer has a ring winding, in particular the ring axis of the ring winding is aligned coaxially to the ring axis of the toroidal core,
wherein the transformer has a toroidal winding on the toroidal core, in particular wherein the toroidal winding has a primary winding and a secondary winding, in particular which are wound on the toroidal core,
wherein the ring winding is arranged between the ring core and the toroidal winding, in particular is arranged radially between the ring core and the toroidal winding,
in particular, the toroidal core is made of ferrite,
in particular where the radial direction is related to the ring axis.

Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns ausführbar ist. Denn die toroidale Wicklung und die Ringwicklung sind zueinander orthogonal und daher voneinander ungestört betreibbar, solange der Ringkern nicht in Sättigung betrieben wird.The advantage here is that the toroidal core can be used efficiently. This is because the toroidal winding and the ring winding are orthogonal to one another and can therefore be operated undisturbed by each other as long as the toroidal core is not operated in saturation.

Die toroidale Wicklung ist in einem Gyrator einsetzbar. Die Ringwicklung ist als Induktivität einer elektronischen Schaltung verwendbar, welche den Gyrator umfasst.The toroidal winding can be used in a gyrator. The ring winding can be used as an inductor of an electronic circuit that includes the gyrator.

Die beiden Ringwicklungen sind von einem Kühlluftstrom leicht erreichbar angeordnet und somit ist eine effiziente Entwärmung erreichbar.The two ring windings are arranged so that they are easily accessible to a cooling air flow and efficient heat dissipation can therefore be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt, der aus einem U-förmigen Grundgebilde erzeugt ist,
insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist,
insbesondere wobei das U nach radial außen geöffnet ausgerichtet ist und/oder die Schenkel des U radial außerhalb des die Schenkel des U verbindenden Jochs des U angeordnet sind,
insbesondere wobei die Ringwicklung in einer radial gerichteten Vertiefung des Ringkerns aufgenommen ist und/oder wobei die Ringwicklung in der durch das U erzeugten Vertiefung aufgenommen ist,
insbesondere wobei die Ringwicklung radial außerhalb des Ringkerns angeordnet ist insbesondere zumindest in dem von der Ringwicklung in axialer Richtung überdeckten axialen Bereich,
insbesondere wobei die Ringwicklung durch die Schenkel des U axial beidseitig begrenzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung erreichbar ist. Außerdem ist der Ringkern zweigeteilt ausführbar, so dass die beiden Ringkernteile zueinander baugleich und/oder identisch ausführbar sind. Die Ringwicklung ist axial vom Ringkern begrenzt.
In an advantageous embodiment, the ring core is designed as a rotating body, which is produced from a U-shaped base structure,
in particular, the axis of rotational symmetry of the rotating body is aligned coaxially with the ring axis of the ring winding,
in particular, wherein the U is aligned open radially outwards and / or the legs of the U are arranged radially outside the yoke of the U connecting the legs of the U,
in particular, wherein the ring winding is accommodated in a radially directed recess of the toroidal core and/or wherein the ring winding is accommodated in the recess created by the U,
in particular, the ring winding being arranged radially outside the ring core, in particular at least in the axial region covered by the ring winding in the axial direction,
in particular, the ring winding is axially limited on both sides by the legs of the U. The advantage here is that simple production can be achieved. In addition, the toroidal core can be designed in two parts, so that the two toroidal core parts can be designed to be identical and/or identical to one another are. The ring winding is axially limited by the ring core.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt, der aus einem T-förmigen oder E-förmigen Grundgebilde erzeugt ist,
insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist,
wobei ein erster Wicklungsteil der Ringwicklung mittels eines Schenkels des T oder mittels des mittleren Schenkels des E axial beabstandet ist von einem zweiten Wicklungsteil der Ringwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringwicklung in zwei voneinander beabstandeten Teilwicklungen, insbesondere Wicklungsteilen, ausführbar ist, die mittels des Ferritmaterials des Ringkerns voneinander beabstandbar sind. Bei der T-förmigen Ausführung begrenzen die Halteteile die Teilwicklungen axial. Bei der E-förmigen Ausführung begrenzt der Ringkern die Teilwicklungen selbst axial.
In an advantageous embodiment, the ring core is designed as a rotating body, which is produced from a T-shaped or E-shaped base structure,
in particular, the axis of rotational symmetry of the rotating body is aligned coaxially with the ring axis of the ring winding,
wherein a first winding part of the ring winding is axially spaced from a second winding part of the ring winding by means of a leg of the T or by means of the middle leg of the E. The advantage here is that the ring winding can be implemented in two spaced-apart partial windings, in particular winding parts, which can be spaced apart from one another by means of the ferrite material of the ring core. In the T-shaped design, the holding parts limit the partial windings axially. In the E-shaped design, the toroidal core limits the partial windings themselves axially.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich der Wicklungsdraht der Ringwicklung senkrecht zur Erstreckungsrichtung des jeweils nächstkommenden Wicklungsdrahtbereichs der toroidalen Wicklung. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the winding wire of the ring winding extends perpendicular to the direction of extension of the closest winding wire region of the toroidal winding. The advantage here is that efficient utilization of the toroidal core can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das von der Ringwicklung erzeugte magnetische Hauptfeld senkrecht zu dem von der toroidalen Wicklung erzeugten magnetischen Hauptfeld ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Ausnutzung des Ringkerns erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the main magnetic field generated by the ring winding is aligned perpendicular to the main magnetic field generated by the toroidal winding. The advantage here is that efficient utilization of the toroidal core can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die toroidale Wicklung Teilwicklungen auf, insbesondere wobei die Primärwicklung und die Sekundärwicklung jeweils Teilwicklungen aufweisen,
wobei die Teilwicklungen in Umfangsrichtung, insbesondere bezogen auf die Ringachse des Ringkerns, voneinander beabstandet sind, insbesondere voneinander regelmäßig beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass Spannungsabstände genügend groß sind.
In an advantageous embodiment, the toroidal winding has partial windings, in particular the primary winding and the secondary winding each have partial windings,
wherein the partial windings are spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular with respect to the ring axis of the toroidal core, and in particular are regularly spaced apart from one another. The advantage here is that voltage gaps are sufficiently large.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Transformator einen Flussleitkörper auf, welcher außerhalb des von der Primärwicklung und von der Sekundärwicklung umwickelten Raumbereichs angeordnet ist, insbesondere und außerhalb des Ringkerns. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Flussleitkörpers der Streufluss gebündelt wird und somit die Streuinduktivität vergrößert wird. Außerdem wird somit ein Austreten von Feldlinien vermindert, also eine magnetische Abschirmung erreicht. Dies wiederum bewirkt, dass elektrisch leitfähige Materialien, wie beispielsweise Gehäuseteile aus Aluminium, in der Umgebung des Transformators dessen Streuinduktivität nur sehr wenig verringern.In an advantageous embodiment, the transformer has a flux guide body which is arranged outside the spatial area wrapped by the primary winding and the secondary winding, in particular and outside the toroidal core. The advantage here is that the leakage flux is bundled by means of the flux guide body and the leakage inductance is thus increased. In addition, the emergence of field lines is reduced, i.e. magnetic shielding is achieved. This in turn means that electrically conductive materials, such as housing parts made of aluminum, in the area around the transformer only reduce its leakage inductance very slightly.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flussleitkörper einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere mehrstückig, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the flow guide body is designed in one piece, in particular in one piece, or in several parts, in particular in several pieces. The advantage here is that simple, cost-effective production is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen zweiten Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist,
wobei der zweite Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung, insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom zweiten Ferritkern überdeckten axialen Bereich,
und/oder wobei die Wandstärke des zweiten Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung,
und/oder wobei der vom zweiten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird.
In an advantageous embodiment, the flux guide body has a second ferrite ring, which is arranged coaxially to the ring core,
wherein the second ferrite ring is axially spaced from the toroidal core including the primary winding and secondary winding, in particular the axial area covered by the toroidal core including the primary winding and secondary winding is spaced from the axial area covered by the second ferrite core,
and/or wherein the wall thickness of the second ferrite ring is smaller in the axial direction than in the radial direction,
and/or wherein the radial spacing region covered by the second ferrite core is encompassed by or overlaps with the radial spacing region covered by the toroidal core together with the primary winding and secondary winding. The advantage here is that the stray flux is concentrated even further.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen ersten Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist,
wobei die Wandstärke des ersten Ferritrings in radialer Richtung kleiner ist als in axialer Richtung
und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten Radialabstandsbereich,
und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte axiale Bereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten axialen Bereich oder mit ihm überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird.
In an advantageous embodiment, the flux guide body has a first ferrite ring, which is arranged coaxially to the ring core,
wherein the wall thickness of the first ferrite ring is smaller in the radial direction than in the axial direction
and/or wherein the radial distance area covered by the first ferrite core is spaced apart from the radial distance area covered by the toroidal core including the primary winding and secondary winding,
and/or wherein the axial region covered by the first ferrite core is encompassed by or overlaps with the axial region covered by the toroidal core together with the primary winding and secondary winding. The advantage here is that the stray flux is concentrated even further.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Flussleitkörper einen weiteren Ferritring auf, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist und auf der vom zweiten Ferritring abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet ist, wobei der weitere Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung, insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom weiteren Ferritkern überdeckten axialen Bereich,
insbesondere

  • - wobei die Wandstärke des weiteren Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung
  • - und/oder wobei der vom weiteren Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.
In an advantageous embodiment, the flux guide body has a further ferrite ring, which is arranged coaxially to the toroidal core and is arranged on the side of the toroidal core facing away from the second ferrite ring, the further ferrite ring being axially spaced from the toroidal core including the primary winding and secondary winding, in particular from the toroidal core axial area covered by the primary winding and secondary winding is spaced from the axial area covered by the further ferrite core,
in particular
  • - The wall thickness of the further ferrite ring is smaller in the axial direction than in the radial direction
  • - and/or wherein the radial distance area covered by the further ferrite core is encompassed by or overlaps with the radial distance area covered by the toroidal core together with the primary winding and secondary winding.

Von Vorteil ist dabei, dass der Streufluss noch weiter gebündelt wird.The advantage here is that the stray flux is concentrated even further.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erste Ferritring aus einer Vielzahl von Ferritplatten zusammengesetzt ist, insbesondere welche jeweils tangential ausgerichtet sind.In an advantageous embodiment, the first ferrite ring is composed of a large number of ferrite plates, in particular which are each tangentially aligned.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ferritplatten insbesondere mittels beidseitig klebendem Klebeband an jeweils ebenen Oberflächenbereichen, insbesondere Kontaktflächen, eines Trägerteils angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the ferrite plates are arranged on flat surface areas, in particular contact surfaces, of a carrier part, in particular by means of double-sided adhesive tape. The advantage here is that simple production is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Trägerteil, insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, an seinem vom ersten Ferritring abgewandten axialen Endbereich einen radial hervorragenden Kragenbereich aufweist, welcher mit einem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the carrier part, in particular the first plastic injection-molded part, has a radially projecting collar region on its axial end region facing away from the first ferrite ring, which is connected to a holding plate, in particular by means of screws. The advantage here is that simple production is possible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umgibt das Trägerteil, insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, den Ringkern samt Primärwicklung und Sekundärwicklung radial, insbesondere haubenartig,
wobei ein Domabschnitt eines Luftleitteils, insbesondere eines zweiten Kunststoffspritzgussteils, in den vom Ringkern radial umgebenen Raumbereich hineinragt, so dass ein von einem Lüfter geförderter Luftstrom an der Primärwicklung und Sekundärwicklung entlang geleitet wird,
insbesondere wobei das Luftleitteil mit dem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels einer Schraube. Von Vorteil ist dabei, dass der Ringkern effizient mit einem Kühlluftstrom entwärmbar ist. Dieser Kühlluftstrom umströmt die Ringwicklung und die toroidale Wicklung.
In an advantageous embodiment, the carrier part, in particular the first plastic injection molded part, surrounds the toroidal core including the primary winding and secondary winding radially, in particular in a hood-like manner,
wherein a dome section of an air-guiding part, in particular a second plastic injection-molded part, projects into the spatial area radially surrounded by the toroidal core, so that an air flow conveyed by a fan is guided along the primary winding and secondary winding,
in particular, wherein the air guide part is connected to the holding plate, in particular by means of a screw. The advantage here is that the toroidal core can be efficiently cooled with a cooling air flow. This cooling air flow flows around the ring winding and the toroidal winding.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind an den Stirnseiten des Ringkerns Halteteile angeordnet, welche jeweils axial hervorragende Abstützpfosten aufweisen,
wobei die Windungen der toroidalen Wicklung, insbesondere der Primärwicklung und der Sekundärwicklung, in in Umfangsrichtung zwischen den Abstützpfosten ausgebildeten Vertiefungen geführt und/oder gehalten sind,
insbesondere wobei die Halteteile als Kunststoffringteile mit daran axial hervorragenden Abstützpfosten ausgeformt sind, welche mit den Luftleitteilen oder dem Trägerteil mit Lüfterhaube verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass die toroidale Wicklung geführt aufgewickelt ist.
In an advantageous embodiment, holding parts are arranged on the end faces of the toroidal core, each of which has axially excellent support posts,
wherein the turns of the toroidal winding, in particular the primary winding and the secondary winding, are guided and/or held in recesses formed in the circumferential direction between the support posts,
in particular, the holding parts are formed as plastic ring parts with axially projecting support posts, which are connected to the air guide parts or the support part with the fan cover. The advantage here is that the toroidal winding is wound in a guided manner.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Halteblech wannenförmig und/oder trogförmig ausgeformt und weist an seinen Seitenflächen durchgehende Schlitze auf,
insbesondere wobei der Boden der Wanne oder des Trogs den Luftstrom zu den Seitenflächen hin umlenkt, insbesondere keine durchgehenden, den Luftstrom durchlassenden Ausnehmungen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Aufnahme und Befestigung erreichbar ist.
In an advantageous embodiment, the holding plate is trough-shaped and/or trough-shaped and has continuous slots on its side surfaces,
in particular, the bottom of the tub or trough deflects the air flow towards the side surfaces, in particular has no continuous recesses allowing the air flow to pass through. The advantage is that stable mounting and attachment can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem vom Kragenbereich abgewandten axialen Endbereich des Trägerteils eine Lüfterhaube am Trägerteil ausgeformt oder mit dem Trägerteil verbunden,
wobei die Lüfterhaube den von einem Lüfter geförderten Luftstrom nach radial innen konzentriert, insbesondere lenkt. Von Vorteil ist dabei, dass der Kühlluftstrom effizient zwischen dem Trägerteil und dem Ringkern durchleitbar ist und somit beide Wicklungen entwärmbar sind. Zusätzlich wird ein Teilluftstrom radial innerhalb des Ringkerns durchgeleitet, um auch die radial innersten Wicklungsbereiche der toroidalen Wicklung zu kühlen.
In an advantageous embodiment, a fan cover is formed on the carrier part or connected to the carrier part on the axial end region of the carrier part facing away from the collar area,
wherein the fan cover concentrates, in particular directs, the air flow conveyed by a fan radially inwards. The advantage here is that the cooling air flow can be passed efficiently between the carrier part and the toroidal core and both windings can therefore be heat-heated. In addition, a partial air flow is passed radially inside the toroidal core in order to also cool the radially innermost winding areas of the toroidal winding.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, further sensible combination options of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures arise, in particular from the task and/or the task posed by comparison with the prior art.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

  • In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Ringkerntransformator mit Primärwicklung 21 und Sekundärwicklung 22 in Schrägansicht explodiert dargestellt.
  • In der 2 ist im Unterschied zur 1 sowohl die Primärwicklung 21 als auch die Sekundärwicklung 22 ausgeblendet, so dass die Ringwicklung 20 sichtbar wird.
  • In der 3 sind die Wicklungen (20, 21, 22) der Ringkernwicklung explodiert dargestellt.
  • In der 4 ist ein Querschnitt durch den Ringkerntransformator dargestellt.
  • In der 5 ist eine zugehörige Draufsicht dargestellt.
  • In der 6 ist ein weiterer Querschnitt dargestellt.
The invention will now be explained in more detail using schematic illustrations:
  • In the 1 A toroidal core transformer according to the invention with primary winding 21 and secondary winding 22 is shown exploded in an oblique view.
  • In the 2 is different from 1 both the primary winding 21 and the secondary winding 22 are hidden so that the ring winding 20 becomes visible.
  • In the 3 the windings (20, 21, 22) of the toroidal core winding are shown exploded.
  • In the 4 a cross section through the toroidal transformer is shown.
  • In the 5 an associated top view is shown.
  • In the 6 another cross section is shown.

Wie in den Figuren dargestellt, ist ein Ringkern des erfindungsgemäßen Ringkerntransformators aus zwei Ringkernteilen 30 und 31 zusammengesetzt und mit einer Ringwicklung 20 bewickelt, deren Ringachse koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist.As shown in the figures, a toroidal core of the toroidal core transformer according to the invention is composed of two toroidal core parts 30 and 31 and is wound with a ring winding 20, the ring axis of which is aligned coaxially with the ring axis of the toroidal core.

Der aus den beiden Ringkernteilen 30 und 31 gebildete Ringkern weist eine radiale Vertiefung auf, in welcher die Ringwicklung 20 aufgenommen ist.The ring core formed from the two ring core parts 30 and 31 has a radial recess in which the ring winding 20 is accommodated.

Auf die beiden axialen Endbereiche des Ringkerns ist jeweils ein Halteteil 8 aufgesteckt, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil.A holding part 8, which is preferably made of plastic, in particular as a plastic injection molded part, is placed on each of the two axial end regions of the toroidal core.

Das jeweilige Halteteil 8 weist in Umfangsrichtung voneinander beabstandete, insbesondere gleichmäßig beabstandete, radial und/oder axial gerichtete Vertiefungen auf, die als Führung für eine Wicklungsanordnung des Ringkerntransformators fungieren.The respective holding part 8 has recesses spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular evenly spaced, radially and/or axially directed, which function as a guide for a winding arrangement of the toroidal core transformer.

Die Wicklungsanordnung umfasst eine Primärwicklung 21 und eine Sekundärwicklung 22, deren Windungen in Umfangsrichtung voneinander separiert sind. Insbesondere überlappen sich die beiden Wicklungen 21 und 22 nicht.The winding arrangement includes a primary winding 21 and a secondary winding 22, the turns of which are separated from one another in the circumferential direction. In particular, the two windings 21 and 22 do not overlap.

Vorzugsweise ist als die Sekundärwicklung 22 in Umfangsrichtung und entgegen der Umfangsrichtung jeweils von der Primärwicklung 21 beabstandet.Preferably, the secondary winding 22 is spaced apart from the primary winding 21 in the circumferential direction and counter to the circumferential direction.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Primärwicklung 21 und die Sekundärwicklung 22 jeweils in Teilwicklungen ausgeführt, die aber dann in Umfangsrichtung und entgegen der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.In further exemplary embodiments according to the invention, the primary winding 21 and the secondary winding 22 are each designed in partial windings, which are then spaced apart from one another in the circumferential direction and counter to the circumferential direction.

An dem Halteteil 8 ist eine nach radial außen hervorragende Öse 32 ausgeführt, die als axiale Begrenzung oder Anlagefläche bei der Herstellung des Ringkerntransformators verwendet wird, um den Klebespalt zwischen den beiden Ringkernteilen 30 und 31 definiert einzustellen, so dass der Klebespalt dann mit Klebstoff befüllbar ist und nach Aushärten des Klebstoffs die axiale Länge des Ringkerns samt der aufgesteckten Halteteile 8 möglichst genau mit einem Sollwert übereinstimmt. Auf diese Weise ist dann die axiale Länge der Wicklungsanordnung sehr genau herstellbar, insbesondere also mit einer hohen FertigungsgenauigkeitOn the holding part 8 there is an eyelet 32 which projects radially outwards and is used as an axial boundary or contact surface in the manufacture of the toroidal core transformer in order to set the adhesive gap between the two toroidal core parts 30 and 31 in a defined manner, so that the adhesive gap can then be filled with adhesive and after the adhesive has hardened, the axial length of the toroidal core including the attached holding parts 8 corresponds as closely as possible to a target value. In this way, the axial length of the winding arrangement can then be produced very precisely, in particular with a high level of manufacturing precision

Die Wicklungsanordnung ist radial umgeben von einem ersten Ferritring 24, der vorzugsweise aus einzelnen Ferritplatten zusammengesetzt ist, die auf ebene Kontaktflächen 5 eines Trägerteils 6 aufgelegt, insbesondere aufgeklebt, sind.The winding arrangement is radially surrounded by a first ferrite ring 24, which is preferably composed of individual ferrite plates which are placed, in particular glued, onto flat contact surfaces 5 of a carrier part 6.

Das Trägerteil 6 ist haubenartig geformt und ist an seinem ersten axialen Endbereich mit einer Lüfterhaube 7, insbesondere mit quadratischem Pyramidenabschnitt, verbunden. In der Lüfterhaube 7 ist ein elektromotorisch angetriebener Lüfter aufnehmbar, so dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom derart von der Lüfterhaube 7 geführt wird, dass der Luftstrom in axialer Richtung, insbesondere also in Richtung der Ringachse des Ringkerntransformators, durch das Trägerteil 6 und durch den Ringkern hindurchströmt. Auf diese Weise ist die Entwärmung des Ringkerns gewährleistbar.The support part 6 is shaped like a hood and is connected at its first axial end region to a fan cover 7, in particular with a square pyramid section. An electric motor-driven fan can be accommodated in the fan cover 7, so that the air flow conveyed by the fan is guided by the fan cover 7 in such a way that the air flow in the axial direction, in particular in the direction of the ring axis of the toroidal core transformer, through the carrier part 6 and through the toroidal core flows through. In this way, the heat dissipation of the toroidal core can be guaranteed.

Außerdem ist auf der von der Lüfterhaube 7 abgewandten Seite des Ringkerns ein Luftleitteil 2 angeordnet, an welchem ein Domabschnitt 3 axial zur Lüfterhaube 7 hin hervorragt, wobei der Domabschnitt 3 in den Innenraumbereich des Ringkerns hineinragt.In addition, an air guide part 2 is arranged on the side of the toroidal core facing away from the fan cover 7, on which a dome section 3 protrudes axially towards the fan cover 7, the dome section 3 protruding into the interior area of the toroidal core.

Der Domabschnitt 3 ist als Rotationskörper ausgeformt, dessen Rotationssymmetrieachse koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist.The dome section 3 is shaped as a body of revolution, the axis of rotational symmetry of which is aligned coaxially with the ring axis of the toroidal core.

Somit wird der geförderte Luftstrom zwischen dem Ringkern und dem Domabschnitt 3 hindurchgetrieben, so dass der Luftstrom möglichst vollständig am Ringkern vorbeigeführt wird und dadurch eine effiziente Entwärmung erreichbar ist.The conveyed air flow is thus driven between the ring core and the dome section 3, so that the air flow is guided as completely as possible past the ring core and efficient heat dissipation can thereby be achieved.

Der Domabschnitt 3 ist an einem lochscheibenförmigen Grundabschnitt angeordnet, der axial durchgehende Ausnehmungen 9 aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander unregelmäßig, insbesondere ungleichmäßig, beabstandet sind, so dass die am Halteteil 8 sich in axialer Richtung erhebenden Erhebungen in die Ausnehmungen 9 hineinragen und dadurch die Positionierung und Fixierung des Halteteils 8 relativ zum Luftleitteil 2 formschlüssig ausführen.The dome section 3 is arranged on a perforated disc-shaped base section which has axially continuous recesses 9 which are spaced apart from one another irregularly, in particular unevenly, in the circumferential direction, so that the elevations which rise in the axial direction on the holding part 8 protrude into the recesses 9 and thereby ensure positioning and fixing the holding part 8 relative to the air guiding part 2 in a form-fitting manner.

Das Luftleitteil 2 ist in einem wannenartigen Halteblech 1 aufgenommen, das ebenfalls axial hervorragende Stiftbereiche aufweist zur formschlüssigen Positionierung und/oder Begrenzung des Luftleitteils 2 in Umfangsrichtung. Hierzu ist der maximale Außenradius nicht konstant sondern vom Umfangswinkel abhängig. Auf diese Weise sichert der Stiftbereich das Luftleitteil 2 formschlüssig.The air guide part 2 is accommodated in a trough-like holding plate 1, which also has axially projecting pin areas for positive positioning and/or delimitation of the air guide part 2 in the circumferential direction. For this purpose, the maximum outer radius is not constant but depends on the circumferential angle. In this way, the pin area secures the air guiding part 2 in a form-fitting manner.

Auf dem Ringkern ist somit die Ringwicklung 20 aufgewickelt und radial außerhalb der Ringwicklung 20 die Wicklungsanordnung.The ring winding 20 is therefore wound on the ring core and the winding arrangement is radially outside the ring winding 20.

Alle Wicklungen, also die Ringwicklung 20 und die Wicklungsanordnung, insbesondere die Primärwicklung und die Sekundärwicklung, sind vom Luftstrom, der durch den Lüfter angetrieben wird umströmt, da sie radial außen am Ringkern und nicht innen im Ringkern angeordnet sind. Somit ist eine effiziente Entwärmung aller Wicklungen ermöglicht.All windings, i.e. the ring winding 20 and the winding arrangement, in particular the primary winding and the secondary winding, are surrounded by the air flow that is driven by the fan, since they are arranged radially on the outside of the ring core and not on the inside in the ring core. This enables efficient heat dissipation of all windings.

Jedoch verlaufen die Wicklungsdrähte der Wicklungsanordnung in axialer Richtung, also senkrecht und/oder orthogonal zur Ringwicklung 20, deren Wicklungsdraht sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckt. Die Wicklungsanordnung ist eine toroidale Wicklung im Gegensatz zu der Ringwicklung 20.However, the winding wires of the winding arrangement run in the axial direction, i.e. perpendicular and/or orthogonal to the ring winding 20, the winding wire of which extends essentially in the circumferential direction. The winding arrangement is a toroidal winding in contrast to the ring winding 20.

Ebenso sind die Feldlinien im Wesentlichen orthogonal zueinander, insbesondere im Ringkern und im ersten Ferritring 24. Der Ringkern ist aus Ferrit gefertigt. Solange also das Ferritmaterial nicht in Sättigung geht, ist ein voneinander ungestörtes Betreiben der Wicklungen ermöglicht.Likewise, the field lines are essentially orthogonal to one another, particularly in the toroidal core and in the first ferrite ring 24. The toroidal core is made of ferrite. As long as the ferrite material does not become saturated, the windings can be operated without interference from one another.

Zusätzlich ist ein zweiter Ferritkern 23 vorgesehen, der vorzugsweise axial beabstandet ist vom ersten Ferritkern 24 und radial innerhalb des ersten Ferritkerns 24 angeordnet ist.In addition, a second ferrite core 23 is provided, which is preferably axially spaced from the first ferrite core 24 and is arranged radially within the first ferrite core 24.

Der zweite Ferritkern 23 ist lochscheibenartig ausgeformt und vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, insbesondere aus zwei zueinander identischen Teilen.The second ferrite core 23 is shaped like a perforated disk and is preferably formed in two parts, in particular from two parts that are identical to one another.

Somit ist die Wicklungsanordnung auch stirnseitig, also auf der vom Luftleitteil 2 abgewandten Stirnseite der Wicklungsanordnung mit Ferritmaterial beaufschlagt.The winding arrangement is therefore also loaded with ferrite material on the end face, i.e. on the end face of the winding arrangement facing away from the air guiding part 2.

Wie in 4 gezeigt, ist die Ringwicklung 20 in einer radialen Vertiefung des aus den Ringkernteilen, insbesondere Ferritteilen, 30 und 31 gebildeten Ringkerns angeordnet. Vorzugsweise ist die Ringwicklung 20 dabei symmetrisch angeordnet.As in 4 shown, the ring winding 20 is arranged in a radial recess of the ring core formed from the ring core parts, in particular ferrite parts, 30 and 31. The ring winding 20 is preferably arranged symmetrically.

Die beiden Ringkernteile (30, 31) sind zueinander identisch ausgeführt.The two toroidal core parts (30, 31) are identical to one another.

Daher gleicht der Ringkern, also Spulenkern der Ringwicklung 20, einem Rotationskörper dessen erzeugendes Grundgebilde U-förmig ausgeführt ist.Therefore, the ring core, i.e. the coil core of the ring winding 20, resembles a rotating body whose generating base structure is U-shaped.

Die Ringwicklung 20 ist in axialer Richtung vom ersten Ringkernteil 30 und entgegen der axialen Richtung vom zweiten Ringkernteil 31 begrenzt.The ring winding 20 is delimited in the axial direction by the first ring core part 30 and against the axial direction by the second ring core part 31.

Insbesondere wird durch den ersten Ferritkern 24 und den zweiten Ferritkern 23 der Streufluss verstärkt.In particular, the leakage flux is increased by the first ferrite core 24 and the second ferrite core 23.

Somit ist also durch das Anordnen von zusätzlichem Ferritmaterial außerhalb der Wicklungen, insbesondere also außerhalb des von den Wicklungen umwickelten Raumbereichs, der Streufluss gezielt verstärkt und somit auch für eine sekundärseitig konzentrierte Streufeldinduktivität ein gewünschter Wert erreichbar.Thus, by arranging additional ferrite material outside the windings, in particular outside the spatial area wrapped by the windings, the leakage flux is specifically increased and thus a desired value can also be achieved for a stray field inductance concentrated on the secondary side.

Dabei ist der erste Ferritring 24 mit einer größeren Wandstärke in radialer Richtung als in axialer Richtung ausgeführt.The first ferrite ring 24 is designed with a greater wall thickness in the radial direction than in the axial direction.

Hingegen ist der zweite Ferritring 23 mit einer mit einer größeren Wandstärke in radialer Richtung als in axialer Richtung ausgeführt.On the other hand, the second ferrite ring 23 is designed with a wall thickness that is greater in the radial direction than in the axial direction.

Der Ringkern und jeder der beiden Ferritringe (24, 23) sind zueinander koaxial ausgerichtet, insbesondere weisen sie also dieselbe Ringachse auf. Die Zusammensetzung des ersten Ferritrings 24 aus Einzelplatten ermöglicht eine kostengünstige Herstellung. Außerdem ist hierbei vorteilhaft, dass bei Temperaturhüben während des Betriebs die somit auftretenden mechanischen Spannungen nicht zur Zerstörung der Ferritplatten führen.The ring core and each of the two ferrite rings (24, 23) are coaxially aligned with one another, so in particular they have the same ring axis. The composition of the first ferrite ring 24 from individual plates enables cost-effective production. It is also advantageous that the resulting mechanical stresses do not lead to the destruction of the ferrite plates when there are temperature fluctuations during operation.

Die Lüfterhaube 7 ist vorzugsweise als quadratischer Pyramidenabschnitt geformt ausgeführt.The fan cover 7 is preferably designed as a square pyramid section.

Die Lüfterhaube 7 ist also trichterförmig ausgeführt und konzentriert den vom Lüfter in die Lüfterhaube 7 hineingeförderten Luftstrom nach radial innen, so dass der Luftstrom auf den Ringkern gelenkt wird.The fan cover 7 is therefore designed in a funnel shape and concentrates the air flow conveyed by the fan into the fan cover 7 radially inwards, so that the air flow is directed onto the toroidal core.

Somit sind die Wicklungen (20, 21, 22) auf dem Ringkern im Luftstrom angeordnet und entwärmbar.The windings (20, 21, 22) are thus arranged on the toroidal core in the air flow and can be cooled.

Der mittig sich axial erhebende Domabschnitt 3 des Luftleitteils 2 ist derart am Halteblech 1 mit einer durch den Domabschnitt 3 durchgehenden Schraube festgelegt, dass der Domabschnitt in den vom Ringkern umgebenen Raumbereich hineinragt. Somit wird der Luftstrom effektiver an den Wicklungen (21, 22) entlang gelenkt. Auf der vom Ringkern abgewandten Seite des Luftleitteils 2 ist der zweite Ferritring 23 angeordnet, welcher ebenfalls den Streufluss abschnittsweise leitet.The centrally axially rising dome section 3 of the air guiding part 2 is fixed to the holding plate 1 with a screw passing through the dome section 3 in such a way that the dome section protrudes into the spatial area surrounded by the toroidal core. The air flow is thus directed more effectively along the windings (21, 22). On the side of the air guide part 2 facing away from the toroidal core, the second ferrite ring 23 is arranged, which also guides the leakage flux in sections.

Das Halteblech 1 ist aus Aluminium ausgeführt.The holding plate 1 is made of aluminum.

Mittels des zusätzlichen Ferritmaterials, insbesondere also mittels des ersten, zweiten und dritten Ferritrings (22, 23, 41) ist auch eine verbesserte magnetische Abschirmung erreicht. Daher sind Wirbelströme in der Nähe angeordneter elektrisch leitfähiger Teile verringerbar. Auf diese Weise ist somit die Erwärmung solcher Teile verringerbar und daher auch die Brandgefahr.Improved magnetic shielding is also achieved by means of the additional ferrite material, in particular by means of the first, second and third ferrite rings (22, 23, 41). Eddy currents can therefore be reduced in the vicinity of electrically conductive parts. In this way the Heating of such parts can be reduced and therefore the risk of fire.

Das Halteblech 40 ist trogförmig ausgeführt und weist an seinen Seiten, insbesondere also Seitenwänden des Trogs, Schlitze auf, so dass der vom Lüfter 50 geförderte Luftstrom nach radial außen herausleitbar ist.The holding plate 40 is trough-shaped and has slots on its sides, in particular on the side walls of the trough, so that the air flow conveyed by the fan 50 can be directed outwards radially.

Die radiale Richtung, die Umfangsrichtung werden hier stets auf die Ringachse des Ringkerns 30 bezogen, welche die axiale Richtung kennzeichnet.The radial direction and the circumferential direction are always related to the ring axis of the toroidal core 30, which characterizes the axial direction.

Wie in 6 dargestellt ist, weist die Sekundärwicklung eine erste und eine zweite Teilwicklung auf, welche in auf den Ringkern bezogen Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei im Beabstandungsbereich Windungen der Primärwicklung angeordnet sind.As in 6 is shown, the secondary winding has a first and a second partial winding, which are spaced apart from one another in the circumferential direction relative to the toroidal core, with turns of the primary winding being arranged in the spacing area.

Wichtig ist also, dass die Teilwicklungen der Sekundärwicklung in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, elektrisch miteinander in Reihe oder parallel verschaltet sind und die durch die Beabstandung gebildeten Zwischenbereiche Windungen der Primärwicklung aufweisen. Die zusätzlichen Ferritkerne bündeln nach außen austretende Feldlinien.It is therefore important that the partial windings of the secondary winding are spaced apart from one another in the circumferential direction, are electrically connected to one another in series or parallel, and the intermediate regions formed by the spacing have turns of the primary winding. The additional ferrite cores bundle field lines that emerge to the outside.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Sekundärwicklung nicht aus zwei, sondern aus mehr als zwei Teilwicklungen gebildet, die in Reihe und/oder parallel zueinander verschaltet sind.In further exemplary embodiments according to the invention, the secondary winding is not formed from two, but from more than two partial windings, which are connected in series and/or parallel to one another.

Die Anzahl der Windungen der Teilwicklungen ist dabei vorzugsweise gleich groß. Die Teilwicklungen sind bezüglich der Primärwicklung symmetrisch angeordnet.The number of turns of the partial windings is preferably the same size. The partial windings are arranged symmetrically with respect to the primary winding.

Beide Halteteile 8 weisen an ihrem Außenumfang die Ösen 32 auf, an welchen aus den Wicklungen herausgeführte Wicklungsdrähte befestigt sind, insbesondere ein jeweiliger Wicklungsdraht durch die jeweilige Öse 32 durchgeführt ist. Bei der Herstellung des Ringkerns werden vor Bewickelung des Ringkerns 30 und vor Klebeverbindung der Ringkernteile und/oder Halteteile 8 die Ösen 32 zur Befestigung von Distanzmitteln genutzt, welche die Ringkernteile beziehungsweise die Halteteile 48 voneinander axial beabstanden. Während des Klebeverbindens, insbesondere Aushärten eines Klebstoffs wird somit die Beabstandung gesichert und fixiert.Both holding parts 8 have the eyelets 32 on their outer circumference, to which winding wires led out of the windings are attached, in particular a respective winding wire is passed through the respective eyelet 32. When producing the toroidal core, before winding the toroidal core 30 and before adhesively connecting the toroidal core parts and/or holding parts 8, the eyelets 32 are used to fasten spacer means, which axially space the toroidal core parts or the holding parts 48 from one another. During adhesive bonding, in particular hardening of an adhesive, the spacing is thus secured and fixed.

Nach Herstellen der Klebeverbindung werden die Distanzmittel entfernt und danach die Bewicklung ausgeführt, wobei die Endbereiche von Wicklungsdrähten an den Ösen 32 befestigt werden.After the adhesive connection has been made, the spacer means are removed and the winding is then carried out, with the end regions of winding wires being attached to the eyelets 32.

Die Halteteile 8 weisen auch jeweils einen in Umfangsrichtung umlaufender Kanal auf, in welchem Wicklungsdraht zur Verbindung von Teilwicklungen in Umfangsrichtung eingelegt ist. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt Ferrit ein anderes flussleitendes Material verwendet.The holding parts 8 also each have a circumferential channel in which winding wire is inserted for connecting partial windings in the circumferential direction. In further exemplary embodiments according to the invention, another flow-conducting material is used instead of ferrite.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird ein dritter Ferritkern an der anderen Stirnfläche angeordnet. Es sind aber auch andere Positionierungen der Ferritringe (24, 23) ermöglicht.In further exemplary embodiments according to the invention, a third ferrite core is arranged on the other end face. However, other positions of the ferrite rings (24, 23) are also possible.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird ein dritter Ferritring, der vorzugsweise baugleich zum ersten Ferritring 24 ist, an der vom ersten Ferritring 24 abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet, insbesondere symmetrisch zur Symmetrieebene und/oder Ringebene des Ringkerns.In further exemplary embodiments according to the invention, a third ferrite ring, which is preferably structurally identical to the first ferrite ring 24, is arranged on the side of the toroidal core facing away from the first ferrite ring 24, in particular symmetrically to the plane of symmetry and/or ring plane of the toroidal core.

Wie in 7 gezeigt, ist alternativ aber auch ein T-förmiges Grundgebilde vorteilhaft verwendbar, wobei dann die Ringwicklung 20 zweigeteilt ausgeführt ist. Ein erster Wicklungsteil 72 der Ringwicklung 20 ist somit durch das erste Halteteil 8 axial begrenzt und der zweite Wicklungsteil 73 der Ringwicklung 20 ist durch das zweite Halteteil 8 axial begrenzt.As in 7 shown, alternatively a T-shaped base structure can also be advantageously used, in which case the ring winding 20 is designed in two parts. A first winding part 72 of the ring winding 20 is thus axially limited by the first holding part 8 and the second winding part 73 of the ring winding 20 is axially limited by the second holding part 8.

Die radiale Vertiefung nach 4 ist bei dieser alternativen Ausführung zweigeteilt ausgeführt, so dass jeder Wicklungsteil (72, 73) im jeweiligen Teil der Vertiefung aufgenommen ist.The radial depression after 4 In this alternative embodiment, it is designed in two parts, so that each winding part (72, 73) is accommodated in the respective part of the recess.

Der Ringkern ist bei der Ausführung nach 7 aus aus den beiden Ringkernteilen 70 und 71 zusammengesetzt, welche den jeweiligen Teil der Vertiefung jeweils am axial äußeren Endbereich des Ringkerns aufweisen anstatt an ihrem dem jeweils anderen Ringkernteil (70, 71) zugewandten axialen Endbereich.The toroidal core is in the execution 7 composed of the two ring core parts 70 and 71, which have the respective part of the recess on the axially outer end region of the ring core instead of on its axial end region facing the other ring core part (70, 71).

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt dem T-förmigen Grundgebilde ein E-förmiges Grundgebilde verwendet, bei welchem die Teile der zweigeteilten Vertiefung vom axialen Ende des jeweiligen Ringkernteils (70, 71) beabstandet. Somit sind in den beiden Teilen der zweigeteilten Vertiefung jeweils eine Teilwicklung (72, 73) aufgenommen, insbesondere und axial begrenzt.In further exemplary embodiments according to the invention, instead of the T-shaped base structure, an E-shaped base structure is used, in which the parts of the two-part recess are spaced from the axial end of the respective ring core part (70, 71). A partial winding (72, 73) is therefore accommodated in each of the two parts of the two-part recess, in particular and axially limited.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Halteblechretaining plate
22
LuftleitteilAir control part
33
DomabschnittCathedral section
44
KragenbereichCollar area
55
ebene Kontaktflächenflat contact surfaces
66
TrägerteilCarrier part
77
Lüfterhaube, insbesondere quadratischer PyramidenabschnittFan shroud, especially square pyramid section
88th
Halteteilholding part
99
Ausnehmungenrecesses
2020
RingwicklungRing winding
2121
Primärwicklungprimary winding
2222
SekundärwicklungSecondary winding
2323
zweiter Ferritringsecond ferrite ring
2424
erster Ferritringfirst ferrite ring
3030
erstes Ringkernteilfirst toroidal core part
3131
zweites Ringkernteilsecond toroidal core part
3232
Öse, insbesondere zum PositionierenEyelet, especially for positioning
7070
erstes Ringkernteilfirst toroidal core part
7171
zweites Ringkernteilsecond toroidal core part
7272
erster Wicklungsteil der Ringwicklungfirst winding part of the ring winding
7373
zweiter Wicklungsteil der Ringwicklungsecond winding part of the ring winding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (16)

Transformator mit Ringkern, insbesondere mit torusförmigen Ringkern, wobei der Transformator eine Ringwicklung aufweist, insbesondere wobei die Ringachse der Ringwicklung koaxial zur Ringachse des Ringkerns ausgerichtet ist, wobei der Transformator eine toroidale Wicklung auf dem Ringkern aufweist, insbesondere wobei die toroidale Wicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist, insbesondere welche auf dem Ringkern gewickelt sind, wobei die Ringwicklung zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere radial zwischen dem Ringkern und der toroidalen Wicklung angeordnet ist, insbesondere wobei der Ringkern aus Ferrit ausgeführt ist, insbesondere wobei die radiale Richtung auf die Ringachse bezogen ist. Transformer with a toroidal core, especially with a toroidal toroidal core, wherein the transformer has a ring winding, in particular wherein the ring axis of the ring winding is aligned coaxially with the ring axis of the ring core, wherein the transformer has a toroidal winding on the toroidal core, in particular wherein the toroidal winding has a primary winding and a secondary winding, in particular which are wound on the toroidal core, wherein the ring winding is arranged between the ring core and the toroidal winding, in particular is arranged radially between the ring core and the toroidal winding, in particular wherein the ring core is made of ferrite, in particular where the radial direction is related to the ring axis. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt ist, der aus einem U-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, insbesondere wobei das U nach radial außen geöffnet ausgerichtet ist und/oder die Schenkel des U radial außerhalb des die Schenkel des U verbindenden Jochs des U angeordnet sind, insbesondere wobei die Ringwicklung in einer radial gerichteten Vertiefung des Ringkerns aufgenommen ist und/oder wobei die Ringwicklung in der durch das U erzeugten Vertiefung aufgenommen ist, insbesondere wobei die Ringwicklung radial außerhalb des Ringkerns angeordnet ist insbesondere zumindest in dem von der Ringwicklung in axialer Richtung überdeckten axialen Bereich, insbesondere wobei die Ringwicklung durch die Schenkel des U axial beidseitig begrenzt ist.Transformer after Claim 1 , characterized in that the ring core is designed as a rotating body which is produced from a U-shaped base structure, in particular wherein the rotational symmetry axis of the rotating body is aligned coaxially with the ring axis of the ring winding, in particular wherein the U is aligned open radially outwards and / or the Legs of the U are arranged radially outside of the yoke of the U connecting the legs of the U, in particular wherein the ring winding is received in a radially directed recess of the toroidal core and/or wherein the ring winding is received in the recess created by the U, in particular wherein the ring winding is arranged radially outside the ring core, in particular at least in the axial region covered by the ring winding in the axial direction, in particular wherein the ring winding is axially delimited on both sides by the legs of the U. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern als Rotationskörper ausgeführt ist, der aus einem T-förmigen oder E-förmigen Grundgebilde erzeugt ist, insbesondere wobei die Rotationssymmetrieachse des Rotationskörpers koaxial zur Ringachse der Ringwicklung ausgerichtet ist, wobei ein erster Wicklungsteil der Ringwicklung mittels eines Schenkels des T oder mittels des mittleren Schenkels des E axial beabstandet ist von einem zweiten Wicklungsteil der Ringwicklung.Transformer after Claim 1 , characterized in that the ring core is designed as a rotating body which is produced from a T-shaped or E-shaped base structure, in particular wherein the rotational symmetry axis of the rotating body is aligned coaxially with the ring axis of the ring winding, with a first winding part of the ring winding by means of a leg of the T or by means of the middle leg of the E is axially spaced from a second winding part of the ring winding. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht der Ringwicklung erstreckt sich senkrecht zur Erstreckungsrichtung des jeweils nächstkommenden Wicklungsdrahtbereichs der toroidalen Wicklung, und/oder dass das von der Ringwicklung erzeugte magnetische Hauptfeld senkrecht zu dem von der toroidalen Wicklung erzeugten magnetischen Hauptfeld ausgerichtet ist.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the winding wire of the ring winding extends perpendicular to the direction of extension of the closest winding wire region of the toroidal winding, and / or that the main magnetic field generated by the ring winding is perpendicular to the main magnetic field generated by the toroidal winding is aligned. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die toroidale Wicklung Teilwicklungen aufweist, insbesondere wobei die Primärwicklung und die Sekundärwicklung jeweils Teilwicklungen aufweisen, wobei die Teilwicklungen in Umfangsrichtung, insbesondere bezogen auf die Ringachse des Ringkerns, voneinander beabstandet sind, insbesondere voneinander regelmäßig beabstandet sind.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the toroidal winding has partial windings, in particular wherein the primary winding and the secondary winding each have partial windings, the partial windings being spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular with respect to the ring axis of the toroidal core, in particular regularly from one another are spaced apart. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator einen Flussleitkörper aufweist, welcher außerhalb des von der toroidalen Wicklung, insbesondere von der Primärwicklung (21) und von der Sekundärwicklung (22), umwickelten Raumbereichs angeordnet ist, insbesondere und außerhalb des Ringkerns.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transformer has a flux guide body which is arranged outside the spatial area wrapped by the toroidal winding, in particular by the primary winding (21) and by the secondary winding (22), in particular and outside of the toroidal core. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einteilig, insbesondere einstückig, oder mehrteilig, insbesondere mehrstückig, ausgeführt ist.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flux guide body is designed in one piece, in particular in one piece, or in several parts, in particular in several pieces. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen zweiten Ferritring (23) aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei der zweite Ferritring (23) axial beabstandet ist vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom zweiten Ferritkern überdeckten axialen Bereich, und/oder wobei die Wandstärke des zweiten Ferritrings (23) in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung, und/oder wobei der vom zweiten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (21), überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flux guide body has a second ferrite ring (23) which is arranged coaxially to the toroidal core, the second ferrite ring (23) being axially spaced from the toroidal core together with the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and secondary winding (22), in particular the axial area covered by the toroidal core including the primary winding (21) and secondary winding (22), is spaced from the axial area covered by the second ferrite core, and / or the wall thickness of the second ferrite ring (23) in axial Direction is smaller than in the radial direction, and / or wherein the radial distance area covered by the second ferrite core is covered by or overlaps with the radial distance area covered by the toroidal core together with the toroidal winding, in particular primary winding (21) and secondary winding (21). Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen ersten Ferritring (24) aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist, wobei die Wandstärke des ersten Ferritrings (24) in radialer Richtung kleiner ist als in axialer Richtung und/oder wobei der vom ersten Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich beabstandet ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (21), überdeckten Radialabstandsbereich, und/oder wobei der vom ersten Ferritkern (24) überdeckte axiale Bereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckten axialen Bereich oder mit ihm überlappt.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flux guide body has a first ferrite ring (24) which is arranged coaxially to the toroidal core, the wall thickness of the first ferrite ring (24) being smaller in the radial direction than in the axial direction and/or the radial spacing region covered by the first ferrite core being spaced apart is from the radial distance area covered by the toroidal core together with the toroidal winding, in particular primary winding (21) and secondary winding (21), and/or wherein the axial area covered by the first ferrite core (24) is covered by that from the toroidal core together with the toroidal winding, in particular primary winding ( 21) and secondary winding (22), covered or overlapped with the axial area. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussleitkörper einen weiteren Ferritring aufweist, welcher koaxial zum Ringkern angeordnet ist und auf der vom zweiten Ferritring (23) abgewandten Seite des Ringkerns angeordnet ist, wobei der weitere Ferritring axial beabstandet ist vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), insbesondere also der vom Ringkern samt Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckte axiale Bereich beabstandet ist von dem vom weiteren Ferritkern überdeckten axialen Bereich, insbesondere - wobei die Wandstärke des weiteren Ferritrings in axialer Richtung kleiner ist als in radialer Richtung - und/oder wobei der vom weiteren Ferritkern überdeckte Radialabstandsbereich umfasst ist von dem vom Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), überdeckten Radialabstandsbereich oder mit ihm überlappt.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flux guide body has a further ferrite ring which is arranged coaxially to the toroidal core and is arranged on the side of the toroidal core facing away from the second ferrite ring (23), the further ferrite ring being axially spaced from the toroidal core including the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and secondary winding (22), in particular the axial area covered by the toroidal core including the primary winding (21) and secondary winding (22), is spaced from the axial area covered by the further ferrite core, in particular - where the wall thickness of the further ferrite ring is smaller in the axial direction than in the radial direction - and / or wherein the radial distance area covered by the further ferrite core is covered by or overlaps with the radial distance area covered by the toroidal core together with the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and secondary winding (22). . Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ferritring (24) aus einer Vielzahl von Ferritplatten zusammengesetzt ist, insbesondere welche jeweils tangential ausgerichtet sind, und/oder dass die Ferritplatten insbesondere mittels beidseitig klebendem Klebeband an jeweils ebenen Oberflächenbereichen, insbesondere Kontaktflächen, eines Trägerteils (6) angeordnet sind.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first ferrite ring (24) is composed of a plurality of ferrite plates, in particular which are each tangentially aligned, and / or that the ferrite plates are attached in particular to flat surface areas, in particular by means of adhesive tape on both sides Contact surfaces of a carrier part (6) are arranged. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6), insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, an seinem vom ersten Ferritring (24) abgewandten axialen Endbereich einen radial hervorragenden Kragenbereich (4) aufweist, welcher mit einem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels Schrauben.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier part (6), in particular the first plastic injection molded part, has a radially projecting collar region (4) on its axial end region facing away from the first ferrite ring (24), which is connected to a holding plate, especially using screws. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (6), insbesondere das erste Kunststoffspritzgussteil, den Ringkern samt toroidaler Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), radial umgibt, insbesondere haubenartig, wobei ein Domabschnitt (3) eines Luftleitteils, insbesondere eines zweiten Kunststoffspritzgussteils, in den vom Ringkern radial umgebenen Raumbereich hineinragt, so dass ein von einem Lüfter geförderter Luftstrom an der toroidalen Wicklung, insbesondere Primärwicklung (21) und Sekundärwicklung (22), entlang geleitet wird, insbesondere wobei das Luftleitteil (2) mit dem Halteblech verbunden ist, insbesondere mittels einer Schraube.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier part (6), in particular the first plastic injection molded part, radially surrounds the toroidal core together with the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and secondary winding (22), in particular in a hood-like manner, with a dome section ( 3) an air guide part, in particular a second plastic injection molded part, protrudes into the spatial area radially surrounded by the annular core, so that an air flow conveyed by a fan is guided along the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and secondary winding (22), in particular whereby the Air guide part (2) is connected to the holding plate, in particular by means of a screw. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten des Ringkerns Halteteile (8) angeordnet sind, welche jeweils axial hervorragende Abstützpfosten aufweisen, wobei die Windungen der toroidalen Wicklung, insbesondere der Primärwicklung (21) und der Sekundärwicklung (22), in in Umfangsrichtung zwischen den Abstützpfosten ausgebildeten Vertiefungen geführt und/oder gehalten sind, insbesondere wobei die Halteteile als Kunststoffringteile mit daran axial hervorragenden Abstützpfosten ausgeformt sind, welche mit den Luftleitteilen oder dem Trägerteil (6) mit Lüfterhaube (7) verbunden sind.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that holding parts (8) are arranged on the end faces of the toroidal core, each of which has axially projecting support posts, the turns of the toroidal winding, in particular the primary winding (21) and the secondary winding (22) , are guided and/or held in recesses formed in the circumferential direction between the support posts, in particular wherein the holding parts are formed as plastic ring parts with axially projecting support posts which are connected to the air guiding parts or the support part (6) with the fan cover (7). Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteblech wannenförmig und/oder trogförmig ausgeformt ist und an seinen Seitenflächen durchgehende Schlitze aufweist, insbesondere wobei der Boden der Wanne oder des Trogs den Luftstrom zu den Seitenflächen hin umlenkt, insbesondere keine durchgehenden, den Luftstrom durchlassenden Ausnehmungen aufweist.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the holding plate is trough-shaped and/or trough-shaped and has continuous slots on its side surfaces, in particular the bottom of the trough or trough deflects the air flow towards the side surfaces, in particular no continuous ones. has recesses that allow the air flow to pass through. Transformator nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem vom Kragenbereich (4) abgewandten axialen Endbereich des Trägerteils (6) eine Lüfterhaube (7) am Trägerteil (6) ausgeformt oder mit dem Trägerteil (6) verbunden ist, wobei die Lüfterhaube (7) den von einem Lüfter geförderten Luftstrom nach radial innen konzentriert, insbesondere lenkt.Transformer according to at least one of the preceding claims, characterized in that at the axial end region of the carrier part (6) facing away from the collar region (4), a fan cover (7) is formed on the carrier part (6) or is connected to the carrier part (6), the Fan cover (7) concentrates, in particular directs, the air flow conveyed by a fan radially inwards.
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