DE1114581B

DE1114581B - Aus korngerichteten Joch- und Schenkelblechen ueberlappt geschichteter Drei- und Mehrschenkelkern fuer Transformatoren und Drosseln

Info

Publication number: DE1114581B
Application number: DER26508A
Authority: DE
Inventors: Leonhard Rathgeber
Original assignee: Rathgeber & Co
Current assignee: Rathgeber & Co
Priority date: 1959-10-08
Filing date: 1959-10-08
Publication date: 1961-10-05

Description

Aus korngerichteten Joch- und Schenkelblechen überlappt geschichteter Drei-und Mehrschenkelkern für Transformatoren und Drosseln Bei Magnetkernen von Transformatoren, Drosselspulen und anderen ähnlichen Induktionsgeräten, die aus kaltgewalzten Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung geschichtet werden, ist es bekanntlich unvorteilhaft, die Schenkel an die Jochbleche stumpf zu stoßen, da sich hierdurch eine Verschlechterung der Magnetisierungskurve ergibt. Man strebt daher an, die Stoßfugen zwischen den Schenkeln und Jochen bei kornorientierten Blechen in einem Gehrungswinkel von etwa 45° verlaufen zu lassen. Bei einfachsten Formen von Schichtkernen (Zweischenkelform) ist diese Bedingung ohne Schwierigkeit und ohne Blechverluste erfüllbar. Handelt es sich jedoch um kompliziertere, z. B. drei- oder mehrschenklige Formen von Schichtkernen, so treten bei den Übergängen an den Innenschenkelblechen größere Schwierigkeiten auf, wenn der magnetische Fluß auch an den inneren Blechstößen kontinuierlich der Richtung des Kornes der ferromagnetischen Kernschichten folgen soll.
Es ist bereits bekannt, die bei Drei- und Mehrschenkelkernen auftretenden Überleitungen des Magnetflusses an den Stoßstellen zwischen Innenschenkel- und Jochblechen dadurch zu verbessern, daß man Zwickel von polygonaler Form an den Stößen zwischen die an ihren Stirnseiten in entsprechender Form gestanzten Joch- und Innenschenkelbleche einsetzt, um für die Stöße wenigstens teilweise Gehrungswinkel von annähernd 45° zu erhalten. Diese bekannten Anordnungen haben aber den Nachteil, daß ihre praktische Ausführung sehr teuer ist; denn die Zwickel müssen zusätzlich hergestellt werden, wodurch sich ein größerer Verbrauch an dem bekanntlich sehr teueren Werkstoff ergibt. Auch das Einlegen der Zwickel, von denen solche von verschiedener Form für einen Kern gleichzeitig benötigt werden, erhöht den Zeitaufwand für das Schichten der Kerne erheblich.
Um diese Verluste zu vermeiden, sind bei zwei weiteren bekannten Konstruktionen die für eine Kernschichtgarnitur (Außen-, Innenschenkel- und Jochbleche) benötigten Teilbleche aus einem endlosen Streifen ausgestanzt. Die aus diesen Kernblechteilen zusammengestellten Schichten ergeben aber hinsichtlich der eingangs erwähnten Forderung von verlustgeringen Stößen keine befriedigende Lösung, da die Innenschenkelbleche hierbei immer noch an mehreren Stellen mit den Jochblechen stumpfe, T-förmige Stöße bilden, die, wie schon eingangs erwähnt, unvorteilhaft sind. Zudem kann bei einer dieser beiden Ausführungen die Herstellung der Innenschenkel- und der Jochbleche nicht abfallfrei erfolgen, da die dort vorgesehenen Luftschlitze durch teilweise Verringerungen der Breite der betreffenden Bleche durch Abstanzen entstehen.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorgenannten Nachteile durch die Schaffung eines besonders günstigen, verlustarmen magnetischen Kreises, in dem sämtliche Stöße unter einem Gehrungswinkel von 45° verlaufen- bei gleichzeitig völlig abfallfreier Verarbeitung des wertvollen kornorientierten Bleches. Die günstigen magnetischen Verhältnisse werden bei der Erfindung dadurch erzielt, daß beide Stirnseiten der Innenschenkelbleche sägezahnartig dergestalt begrenzt sind, daß Zahnspitze und Zahngrund je einen Winkel von 45° bilden, die Zahnflanken sich mit der parallel zur magnetischen Vorzugsrichtung verlaufenden Mittellinie der Innenschenkelbleche decken und die Tiefe der Zahnflanke gleich der Breite der Innenschenkelbleche ist; weiterhin sind bei den- Jochblechen an der Innenlängskante Zwickel in Form eines gleichschenklig rechtwinkligen Dreiecks ausgestanzt, wobei sich die Hypothenuse des Zwickels mit der Innenlängskante des Jochbleches deckt und deren Länge der Breite der Innenschenkelbleche und der Sägezahntiefe an den Sitrnseiten der Innenschenkelbleche entspricht; und schließlich sind die aus den Jochblechen herausgeschnittenen Zwickel in dem zwischen Innenschenkelblech und Jochblechen freibleibenden dreieckförmigen Raum angeordnet.
In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Schichtung in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Und zwar zeigt Fig. 1 eine Schichtlage eines Dreischenkelkernes, Fig. 2 eine Schichtlage eines Vierschenkelkernes, Fig.3 das breitere Jochblech mit abgetrenntem Dreieckzwickel, Fig.4 das normal breite Joch mit abgetrenntem Dreieckzwickel, Fig. 5 die abfallose Blechaufteilung für die Innenschenkel, Fig. 6 die abfallose Blechaufteilung für das breite Joch, Fig. 7 die abfallose Blechaufteilung für das normal breite Joch und Fig. 8 die abfallose Blechaufteilung für die Schenkelbleche.
In den Zeichnungen ist der Verlauf der magnetischen Vorzugsrichtung in den einzelnen Blechteilen jeweils durch Pfeile angedeutet.
Die einzelnen Blechteile werden bekanntlich vorzugsweise aus endlosem Bandmaterial von der erforderlichen Breite gestanzt, wodurch an den Längsseiten ohnedies kein Stanzabfall auftritt. Diese Bänder werden nun in der in den Fig. 3 bis 8 angegebenen Weise abfallfrei zugeschnitten. In der Fig. 1 sind die Schenkelbleche 1 mit den Jochblechen2 und 3 an den Ecken durch Gehrungsstöße g unter 45° zu den Längsseiten gestoßen. An den Innenlängskanten der Jochbleche 2 und 3 sind Zwickel 4 in Form eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks mit den Katheten a und der Hypothenuse b (s. Fig. 3 und 4) ausgestanzt. Da die Hypothenuse des Zwickeldreiecks ein Stück der Längskante des betreffenden Joches darstellt, aus dem der Zwickel abgestanzt ist, so verläuft die Kornorientierung im Zwickel parallel zu der Hypothenuse b. Die Länge der Hypothenuse b entspricht der Breite b1 der Innenschenkel 5. Die stirnseitigen Begrenzungen der Innenschenkelbleche (s. Fig. 5) sind etwa sägezahnartig. Die größte Länge der Innenschenkelbleche von Zahnspitze zu Zahnspitze entspricht dem Maß c an der tiefsten ausgestanzten Stelle zwischen den Jochen 2 und 3 (s. Fig.1). Die Höhe des sägezahnartigen Einschnittes entspricht der Länge der Hypothenuse b des Zwickels 4. Die Zahnwinkel am Grunde und an der Spitze des Sägezahnes betragen 45°. Wie aus den Fig. 5 bis 8 ersichtlich, entsteht sowohl bei dem Abtrennen der einzelnen Innenschenkelbleche als auch bei der Herstellung der Außenschenkel- und der Jochbleche keinerlei Abfall. Das Zusammensetzen der Außen- und Innenschenkelbleche sowie der Jochbleche ist in Fig.1 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß sich zwischen dem Jochblech 2 und dem Innenschenkelblech 5 einerseits und zwischen dem Jochblech 3 und dem Innenschenkelblech 5 andererseits jeweils ein freier Raum ergibt, der genau der Form des Zwickels 4 entspricht. Letzterer wird erfindungsgemäß in diesen freien Raum eingelegt, so daß die Schichtfläche jetzt lückenlos geschlossen ist. Die magnetische Vorzugsrichtung in dem Innenschenkelblech 5 und in den Zwickeln 4 verläuft parallel, während die Stoßkanten zwischen den Jochblechen und dem Innenschenkelblech und zwischen den Zwickeln und den Jochblechen sämtlich unter dem Gehrungswinkel von 45° zu den magnetischen Vorzugsrichtungen in den einzelnen Blechteilen verlaufen, was, wie eingangs erwähnt, die günstigsten magnetischen Verhältnisse ergibt.
Der erforderliche mechanische Halt des gesamten Kernpaketes wird auch hier in bekannter Weise durch Überlappung der einzelnen Blechschichten durch verschieden breite Jochbleche dadurch erreicht, daß das breitere Jochblech schichtweise einmal abwechselnd oben und in der darauffolgenden Schicht unten eingelegt wird. Zusätzlich können die an den breiteren Jochblechen über das Normalprofil vorstehenden Ecken 6 dazu dienen, das Kernpaket unter Zuhilfenahme von Spannbolzen oder Spannschrauben in an sich bekannter Weise zusammenpressen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Aus korngerichteten Joch- und Schenkelblechen geschichteter Drei- und Mehrschenkelkern für Transformatoren und Drosseln, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stirnseiten der Innenschenkelbleche (5) sägezahnartig dergestalt begrenzt sind, daß Zahnspitze und Zahngrund je einen Winkel von 45° bilden, die Zahnflanken sich mit der parallel zur magnetischen Vorzugsrichtung verlaufenden Mittellinie der Innenschenkelbleche decken und die Tiefe der Zahnflanke (b) gleich der Breite (bi) der Innenschenkelbleche ist, daß bei den Jochblechen (2, 3) an der Innenlängskante Zwickel (4) in Form eines gleichschenklig rechtwinkligen Dreiecks ausgestanzt sind, wobei sich die Hypothenuse der Zwickel mit der Innenlängskante des Jochbleches deckt und deren Länge (b) der Breite (bi) der Innenschenkelbleche (5) und der Sägezahntiefe an den Stirnseiten der Innenschenkelbleche entspricht, und daß die aus den Jochblechen (2 bzw. 3) herausgeschnittenen Zwickel (4) in dem zwischen Innenschenkelblech (5) und Jochblechen (2 und 3) frei bleibenden dreieckfönnigen Raum angeordnet sind.
2. Aus korngerichteten Joch- und Schenkelblechen geschichteter Drei- und Mehrschenkelkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kernprofil überragenden Ecken (6) der breiteren Jochbleche (3) in bekannter Weise zum Zusammenpressen der einzelnen Schichtlagen und als Halterung des Kernpaketes dienen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 933 941, 1030 476, 1042 743, 1055 116.