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Aus korngerichteten Joch-und Schenkelblechen überlappt geschichteter
Transformatorkern Kaltgewalzte Transformatorbleche zeigen bekanntlich eine mit der
Walzrichtung übereinstimmende magnetische Vorzugsrichtung, in der die Magnetisierbarkeit
ihr Maximum und die Verluste ihr Minimum erreichen. Diesem Umstand gilt es bei der
konstruktiven Durchbildung eines aus solchen Spezialblechen hergestellten Kernes
Rechnung zu tragen, indem Flußrichtungen quer oder im größeren Winkel zur Walzrichtung
vermieden werden.
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Es ist bekannt, bei Kernen mit stumpfem Stoß Joch-und Schenkelbleche
unter etwa 45° zusammenzustoßen (»Gehrungsstoß«), so daß der magnetische Fluß trotz
seiner Richtungsänderung in den Kernecken stets in der Walzrichtung der Joch- und
der Schenkelbleche verläuft. Es sind auch bereits verschiedene Blechschnitte vorgeschlagen
worden, die den Gehrungsstoß auch bei überlappt geschichteten Transformatorkernen
ermöglichen, indem die Gehrungsfugen zweier aufeinanderfolgender Blechlagen parallel
zueinander versetzt sind (USA.-Patentschrift 2 300 964) oder miteinander einen spitzen
Winkel einschließen (USA.-Patentschrift 2 407 688). Ferner ist es bekannt (USA.-Patentschrift
2 560 003), bei aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung geschichteten Kernen
besondere Eckbleche aus kornorientiertem Blech oder auch aus gewöhnlichem Blech
vorzusehen, die, falls auch sie aus orientierten Blechen bestehen, so geschnitten
und in solcher Lage zwischen die Schenkel- und Jochbleche eingefügt werden, daß
auch beim Übergang vom Schenkel in das Joch der Fluß im wesentlichen nur in Walzrichtung
verläuft und sich die Stoßfugen zweier benachbarter Lagen überlappen. Und schließlich
ist es auch bekannt (brit. Patentschrift 707 673), beim Kernaufbau Ecken mit Gehrungsstoß
und solche mit besonderen Eckblechen abwechseln zu lassen.
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Alle bekannten Eckbleche zeigen jedoch Schnittkanten, die im inneren
Eckpunkt des Kernrahmens zusammenlaufen. Dies hat den Nachteil, daß ein Flußfaden
an der Innenseite des Kernes trotz der Überlappung praktisch doch einen stumpfen
Stoß zu überwinden hat, während einem Flußfaden in den äußeren Zonen des Magnetkernes,
wo sich also die Überlappung toll auswirkt, ein Pfad geringen magnetischen Widerstandes
zur Verfügung steht. Die Folge davon ist eine Flußverdrängung nach außen, wodurch
trotz der Gehrungsfuge Schrägdurchflutungen auftreten, die doch vermieden werden
sollen. Für die Flußverteilung ist im wesentlichen nur der magnetische Widerstand
maßgebend, d. h. also beim stumpfen Stoß praktisch nur der Luftspalt, beim überlappten
Stoß jedoch die Induktion im Überlappungsblech, die im allgemeinen das Zwei- bis
Dreifache der noch verbleibenden Luftspaltinduktion beträgt. Letzteres ist durchaus
erwünscht, da nur dann der Einfluß der Stoßfuge (bei der gerade beim Gehrungsstoß
keine Gleichmäßigkeit des Luftspaltes zu erwarten ist) auf die Flußverteilung und
damit natürlich auch auf den AW-Bedarf entsprechend klein wird, setzt aber voraus,
daß dem Fluß überall genügend Übertrittsfläche vom gegehrten Blech zu dem die Stoßfuge
überbrückenden Eckblech zur Verfügung steht, auch in den den inneren Kernecken benachbarten
Zonen.
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Um diesem aufgezeigten Nachteil abzuhelfen, erhalten bei einem aus
korngerichteten Joch- und Schenkelblechen überlappt geschichteten Transformatorkern,
bei dem Blechlagen mit Gehrungsstoß mit Blechlagen mit besonderen Eckblechen, die
die Gehrungsfuge überbrücken, abwechseln, erfindungsgemäß die Eckbleche im wesentlichen
streifenförmige Gestalt; außerdem verlaufen ihre Längskanten parallel zur Barunterliegenden
Gehrungsfuge oder sind so dazu geneigt, daß sie sich in einem innerhalb des Transformatorfensters
liegenden Punkt schneiden.
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An Hand der Fig. 1 bis 3 soll die erfindungsgemäße Kernschichtung
näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt die eine Lage mit dem einfachen Gehrungsschnitt, Fig.2
die jeweils zweite Lage unter Verwendung verschiedener Eckbleche und Fig.3 drei
Varianten für die Eckblechausbildung und die räumliche Lage ihrer Längsausdehnung
zur Walzrichtung, die ebenso wie in den beiden anderen Figuren durch Pfeile angedeutet
ist.
In der Zeichnung bedeutet 1 die Schenkelbleche eines dreischenkeligen
Kernes, 2 die Jochbleche und 3 a, 3 b, 3 c besondere Eckbleche. Mit 4 sind
die Gehiungsfugen der einen Blechlage bezeichnet.
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Bei aufeinandergelegten beiden Lagen werden jeweils die Gehrungsfugen
4 der einen Lage von den Eckblechen der nächsten überbrückt. Die Eckbleche selbst
haben verschiedene Form. In Fig. 3 a sind Eckbleche mit zur Barunterliegenden Gehrungsfuge
parallelen Längsseiten dargestellt, in Fig. 3 b und 3 c solche, deren Längsseiten
mit der Gehrungsfuge einen spitzen Winkel einschließen. Gemeinsam ist jedoch allen
die im wesentlichen streifenförmige Gestalt und der Umstand, daß ihre Längskanten,
sofern sie nicht überhaupt parallel zur Gehrungsfuge verlaufen, nur schwach zu ihr
geneigt sind und sich daher erst in einem innerhalb des Transformatorfensters liegenden
Punkt schneiden. Falls auch die Eckbleche aus Spezialblechen bestehen, sind sie
so gestanzt oder geschnitten, daß ihre Längsrichtung im wesentlichen im rechten
Winkel zur magnetischen Vorzugsrichtung liegt, wie dies die Fig. 3 andeutet.
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Bei der erfindungsgemäßen Eckblechausbildungsteht also dem Fluß auch
in den den inneren Kernecken benachbarten Zonen genügend Übertrittsfläche vom gegehrten
Blech zu dem die Stoßfuge überbrückenden Eckblech zur Verfügung. Es besteht somit
für die Kraftlinien kein Anlaß, nach außen auszuweichen. Bei zur Gehrungsfuge parallelen
Längskanten der Eckbleche ist erreicht, daß der Kraftfluß nirgends Komponenten quer
zur Walzrichtung besitzt, da dann auch die an die Eckbleche grenzenden Kanten der
Schenkel-und Jochbleche unter 45° zu ihrer Längsrichtung geschnitten sind, so daß
auch dort ideale übergangsbedingungen für die Kraftlinien vorhanden sind. Andererseits
ist es bekannt, daß auch beim idealer Gehrungsstoß bzw. auch bei idealer Überlappung
eine gewisse Flußzusammendrängung an den inneren Kernecken nicht zu vermeiden wäre,
weil die inneren Flußpfade wesentlich kürzer sind. Um einer solchen, aus der ungleichen
Weglänge resultierenden ungleichen Flußverteilung entgegenzuwirken, können diese
Eckbleche,- wie gezeigt, mit konvergierenden Schnittfanten gefertigt werden, so
da.ß also der infolge der geringeren Weglänge entsprechende geringere magnetische
Widerstand für einen inneren Flußfaden durch einen erhöhten Übergangswiderstand
beim Überspringen der Stoßstelle ausgeglichen wird.
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So trägt also die erfindungsgemäße Eckbleckausbildung wirksam dazu
bei, Ouerflüsse und damit erhöhte Verluste klein zu halten und die Vorteile, die
der überlappte Gehrungsstoß bei kornorientierten Blechen an sich bietet, tatsächlich
fast vollständig auszunützen.