DE1050438B - Geschichteter Eisenkern fur elektrische Gerate insbesondere fur Transformatoren Drosseln u dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen geschichteten Eisenkern für elektrische Geräte, insbesondere Transformatoren, Drosselspulen u. dgl., und zwar einen solchen Kern, dessen Schenkel aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung (kaltgewalzten Blechen) und dessen Joche aus den bisher üblichen hochsilizierten Blechen ohne magnetische Vorzugsrichtung (warmgewalzte Bleche) hergestellt sind. Mit der Einführung der kaltgewalzten Magnetbleche, die bekanntlich nur in ihrer Walzrichtung gegenüber den warmgewalzten Blechen bessere magnetische Eigenschaften besitzen als quer zur Walzrichtung, war man auch bei geschichteten Kernformen, wie die versahiedenen zahlreichen vorgeschlagenen Kernausfiihrungen beweisen, stets auf der Suche nach Lösungen für einen möglichst günstigen und sparsamen Einsatz der kaltgewalzten Bleche, bei denen einerseits die guten magnetischen Eigenschaften der kaltgewalzten Bleche ausnutzbar sind und bei denen nur dort die gegenüber den warmgewalzten Blechen sehr teueren kaltgewalzten Bleche zum Kernaufbau verwendet werden, wo dies nötig und zweckvoll ist. Mit Rücksicht auf die besonderen magnetischen Eigenschaften der kaltgewalzten Bleche war man gezwungen, besondere konstruktive Vorkehrungen beim Kernaufbau zu treffen, die den Besonderheiten dieser Bleche Rechnung trugen. Vor allem erwies sich der schräge Blechzuschnitt vorzugsweise unter 45° als brauchbar, der an den Einmündestellen der Schenkel in die Joche hinreichend günstige magnetische Verhältnisse schuf. Dieses Kernherstellungsverfahren ist aber nachteilig, weil der schräge Blechzuschnitt umständlich und zeitraubend ist und meist auch einen beträchtlichen Blechabfall bedingt, der aber gerade bei den teueren kaltgewalzten Blechen vermieden werden sollte. Weiter bedingte der Kern mit Schräg-zuschnitt der Bleche starke und komplizierte Preß- und Halteeinrichtungen für den Zusammenhalt der mit Gehrungsstoß bei gleichzeitig meist nur geringfügiger Blechverschachteluing aneinandergesetzten Scbenkel- und Jochstücke. Im wesentlichen wurden dabei die aneinandergrenzendefrBlechpaketteileinurgegeraeinandergepreßt, ohne daß verbindende Spannbolzen den Zusammenhalt sicherten. Wenn man solche Kerne ganz aus kaltgewalzten Blechen aufbaut, ist noch nachteilig, daß die Verlustziffern dieser Kerne z. B. mit 45°-Zuschnitt teilweise beachtlich über den an Epsteinproben derselben Blechsorte gemessenen Werte liegen. Auch wenn man die geschichteten Kerne nur teilweise aus kaltgewalzten Blechen und teilweise aus warmgewalzten Blechen aufbaut, wobei die warmgewalzten Bleche nur an den Stellen des Kerns angebracht sind, an denen der magnetische Fluß von der Geraden abweicht, nämlich an den Einmündungsstellen der Schenkel in die Joche, kommt man zu schwierig herstellbaren und

für elektrische Geräte,

insbesondere für Transformatoren,

Drosseln u. dgl.

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Dr. Hugo Rösch, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

verspannbaren Kernformen, ebenso wie bei geschichteten Kernen, deren z. B. aus warmgewalztem Blech hergestelltes Joch lediglich stumpf auf die aus kaltgewalzten Blechen bestehenden Schenkelenden aufgesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bauform für geschichtete Eisenkerne anzugeben, deren Schenkel aus kaltgewalzten und deren Joche aus warmgewalzten Blechen bestehen, die einerseits eine herstellungstechnisch einfache Blechschichtung ohne Blechabfall ermöglichen und andererseits gleichzeitig eine magnetisch günstige Lösung für die Übergangsstellen von den kaltgewalzten in den warmgewalzten Blechteil bringt und bei der ferner vor allem eine ausreichende mechanische Festigkeit des Kerns sowie Kernverluste erreichbar sind, die etwa gleichgünstig wie bei Kernen mit 45°-Zuschnitt liegen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Schenkel und Jochbleche durch entsprechende Verlängerung einzelner, insbesondere jeweils des zweiten Bleches so tief miteinander verschachtelt sind, daß durch die verschachtelten Schenkel- und Jochpartien gerade ein Spannbolzen bzw. in Jochlängsrichtung mehrere Spannbolzen nebeneimanderliegend hindurchführbar sind. An sich ist die Verschachtelung von Schenkel- und Jochblechen bekannt, wobei die Verzahnung der zu verschachtelnden Bleche nur über einen Teil der Jochblechbreite ging. Diese Verschaelitelungsweise war jedoch nie für aus verschiedenen Blechsorten aufgebaute Kerne verwendet worden, und dabei wurde die Verschachtelung nie nur so weit vorgenommen, daß gerade noch ein Spannbolzen oder eine Spannbolzenreihe im Verschachtelungsteil unterbring-

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Claims (4)

bar war. Die Verschaohtelung gemäß der Erfindung kann so vorgenommen werden, daß die einzelnen Blechpakete der Joche aus lauter gleichartigen rechteckigen Blechen aufgebaut werden, deren Breite um die Verschachtelungstiefe schmäler als die volle Blechpakethöhe ist. Zum Jochaufbau können selbstverständlich, wie dies für sich bekannt ist, auch für jedes Jochpaket zwei verschieden breite, in der Stapelung miteinander abwechselnde Bleche gewählt werden, wobei das eine Blech die Breite der vollen Pakethöhe und das andere demgegenüber eine um die Verschachtelungstiefe verringerte Blechbreite aufweist. Statt dessen ist es auch möglich, wie dies gleichfalls an sich bekannt ist, die Joche aus verschiedenartig zugeschnittenen Blechen von je der Breite einer vollen Pakethöhe in abwechselnder Stapelung aufzubauen. Hierbei ist das eine Blech als Rechteck ausgebildet, während das andere an der Einmündungsstelle (Verschachtelungsstelle) der Schenkel einen entsprechend der Tiefe und Breite der Verschachtelung bemessenen rechteckigen Ausschnitt besitzt. Überraschenderweise besitzen die Kerne gemäß der Erfindung gegenüber den Kernen gleicher Abmessungen, die aber ganz aus kaltgewalzten Blechen mit 45°-Blechzuschnitt bestehen, selbst bei verhältnismäßig hohen Induktionen eine für die Praxis nur unerhebliche Erhöhung der Gesamtverluste. Wenn man unbedingt auf etwa gleiche Verluste, wie bei dem Vergleichskern bei 45°-Blechzuschnitt kommen will, dann kann man dies dadurch erreichen, daß man die Jochhöhe des Kerns etwas erhöht. Eine solche Jocherhöhung bedeutet gegenüber einem aus kaltgewalztem Blech hergestellten.Joch keine Verteuerung, weil die warmgewalzten Bleche jenen gegenüber wesentlich billiger sind. Auch hinsichtlich der Transportfähigkeit des Transformators, selbst bei Grenzleistungen oder Sonderkonstruktionen, dürften bei der notwendig werdenden geringen Jocherhöhung kaum Schwierigkeiten zu befürchten sein. An Hand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsmöglichkeiten für den erfindungsgemäßen Eisenkern wiedergibt, soll die Erfindung näher, erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine teilweise Seitenansicht eines Dreischenkelkerns und Fig. 2 eine seitliche Draufsicht auf diesen Kern in Pfeilrichtung P nach Fig. 1. 1, 2, 3 bezeichnen die Kernschenkel und mit 4 ist das Kernjoch angedeutet. Dabei ist sowohl für die Joche als auch für die Schenkel der Übersichtlichkeit halber ein rechteckförmiger Querschnitt angenommen. Die Schenkel sind aus verschieden langen Blechen 10 und 11 aufgeschichtet und zwar so, daß diese Bleche jeweils miteinander abwechseln. In das dadurch gezahnte Schenkelende sind die Jochbleche, die sämtlich gleiche Breite aufweisen, eingeschachtelt. Infolge der gleich groß gewählten Blechbreite der Jochbleche ergeben sich bei 5 freie, über den ganzen Jochrücken verlaufende Lücken. Die gleichen Lücken ergeben sich auch auf der dem Kernfenster zugekehrten Jochseite. Die Verschachtelungstiefe α ist nur so groß gewählt, daß in dem verschachtelten Teilstück von Schenkel und Joch ein bzw., in Jochlängsachse liegend, mehrere Spannbolzen, wie bei 6 angedeutet, hindurchgeführt werden können. λ¥εηπ man die freien Lücken 5 am Jochrücken vermeiden will, dann empfiehlt es sich, finden Jochaufbau zwei verschieden breite Bleche gemäß Fig. 3 zu verwenden, wobei das eine Blech 41 die Breite der vollen Jochhöhe und das damit in der Stapelung abwechselnde Blech 42 eine um die Tiefe der Verschachtelung von Joch und Schenkel verringerte Breite aufweist. Es ist auch möglich, wie aus Fig. 4 ersichtlich, für den Jochaufbau lauter gleich breite Bleche zu benutzen, deren Breite der vollen Jochhöhe entsprechen. Während aber das eine Blech, nämlich das in die Zahnlücke des Schenkels eingreifende Blech, als Rechteck ausgeführt ist, ist das in der Blechschichtung folgende Blech, z. B. 400, das auf die Höhe des verlängerten Schenkelbleches zu liegen kommt, entsprechend der Tiefe α der Verschachtelung von Schenkel und Joch mit einem rechteckigen Ausschnitt an den Einmündungsstellen der Schenkel von der Breite dieser ausgeführt. Auf diese Weise sind die bei der Ausführung nach Fig. 1 sich bildenden freien Lücken auf der Fensterseite und dem Rücken des Joches vermieden. P A T ENT A N S P K Ci: H E :

1. Geschichteter Eisenkern für elektrische Geräte, insbesondere für Transformatoren, Drosseln u. dgl., wobei dessen Schenkel aus' kaltgewalzten Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung und dessen Joche aus warmgewalzten Blechen ohne magnetische Vorzugsrichtung, aber möglichst geringer Verlustziffer bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel- und Jochbleche durch entsprechende Verlängerung einzelner, insbesondere jeweils des zweiten Schenkelbleches, so tief miteinander verschachtelt sind, daß durch die verschachtelten Schenkel- und Jochpartien gerade ein Spannbolzen bzw. in Jochlängsrichtung mehrere nebeneinanderliegend, hindurchführbar sind.

2. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpakete der Joche aus gleichartigen rechteckigen Blechen aufgebaut sind, deren Breite um die Verschachtelungstiefe schmäler ist als die volle Blechpakethöhe, so daß die Jochpakete auch auf dem Rücken entsprechend der Verschachtelung gezahnt sind.

3. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpakete der Joche in an sich bekannter Weise aus zwei verschieden breiten Blechen, die in der Stapelung miteinander abwechseln, aufgebaut sind, wobei das eine Blech die Breite der vollen Blechpakethöhe und das andere die um die Verschachtelungstiefe verringerte Blechbreite aufweist.

4. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechpakete der Joche in an sich bekannter Weise aus zwei verschiedenartig zugeschnittenen Blechen von je der Breite der vollen Blechpakethöhe in abwechselnder Stapelung aufgebaut sind, wobei das eine Blech als Rechteck ausgebildet ist, während das andere an der Einmündungsstelle (Verschachtelungsstelle) der Schenkel entsprechend der Tiefe und Breite der Verschachte lung bemessene rechteckige Ausschnitte besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 841 167, 554 717;
schweizerische Patentschriften Nr. 144 338,
202 069, 104 415;

USA.-Patentschrift Nr. 2 460145.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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