DE1231345B

DE1231345B - Geschichteter Rechteckkern

Info

Publication number: DE1231345B
Application number: DEF19491A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilfried Fritzsche
Original assignee: WILFRIED FRITZSCHE DR ING
Current assignee: WILFRIED FRITZSCHE DR ING
Priority date: 1956-02-09
Filing date: 1956-02-09
Publication date: 1966-12-29

Description

Geschichteter Rechteckkern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen geschichteten Rechteckkern aus ferromagnetischem Material, insbesondere mit magnetischer Vorzugsrichtung für Transformatoren, Drosselspulen und Transduktoren, bei dem zur Erzielung eines kleinen magnetischen übergangswiderstandes die Schenkel-und Jochbleche abwechselnd einander überlappend geschichtet sind und bei gleichem wirksamem Eisenquerschnitt von Schenkel und Joch die Zahl der Schenkelbleche doppelt so groß wie die Zahl der Hauptjochbleche ist, und wobei parallel zu den Hauptjochblechen schmale Zusatzjochbleche vorgesehen sind, an die sich die zu diesem Zweck verkürzten Schenkelbleche anschließen, und die Dicke der Hauptjochbleche, gemessen senkrecht zur Blechebene, geringer ist als die Dicke der Schenkel bzw. Zusatzjochbleche.
Bisher werden als hochwertige Eisenkerne vorzugsweise Bandringkerne oder U- bzw. E-Schnitte verwendet, deren Jochbleche die doppelte Breite wie die der Schenkel haben. Erstere gestatten auch, magnetische Materialien mit nur einer Vorzugsrichtung voll auszunutzen. Die Bewicklung erfordert aber teure Spezialmaschinen. Werden die Kerne aufgeschnitten, um bewickelte Spulenkörper einzusetzen, so steigt der Magnetisierungsstrom auch bei sorgfältiger Bearbeitung auf etwa den doppelten Wert. Bei den genannten U- bzw. E-Schnitten muß der magnetische Fluß die Joche an der Stoßstelle in Querrichtung passieren. Dadurch steigt bei Blechen mit nur einer Vorzugsrichtung die erforderliche magnetische Erregung stark an. Man muß daher die ausgenutzte maximale magnetische Induktion herabsetzen. Dadurch erhält man wiederum höhere Werte der Induktivität im annähernd gesättigten Zustand.
Außerdem sind die erforderlichen vielfältigen Arten von Blechschnitten recht kostspielig.
Eine andere Art des Aufbaues von Eisenkernen ist durch den Epsteinapparat für Prüfzwecke bekannt. Dabei werden Streifen gleicher Breite zu einem Viereck zusammengelegt, wobei die Ecken sich überlappen. Der Füllfaktor dieser Anordnung in den Schenkeln beträgt maximal 50 %. Da dies keine wirtschaftliche Konstruktion ergibt, hat man diese Schichtung bisher nur zu Prüfzwecken benutzt.
Bekannt sind ferner geschichtete Kerne mit Schrägschnitt in den Kernecken, wodurch ein günstiger Flußübergang bei gutem Füllfaktor ermöglicht wird. Die Fertigung schräggeschnittener Bleche ist jedoch schwieriger als die rechteckiger Blechstreifen. Auch hat der Schrägschnitt im allgemeinen Blechabfall zur Folge. Weiterhin ist ein magnetischer Kern mit ausgeprägtem Sättigungspunkt bekannt, der aus abwechselnd in den Schenkeln und Jochen geschichteten, in den Ecken einander überlappenden und in der Längsrichtung magnetisch orientierten rechteckigen Blechstreifen besteht. Hierbei haben die Bleche in den Jochen eine größere Breite als in den Schenkeln; jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Jochblechen sind von diesen überlappte Schenkelbleche in größerer Blechzahl als in den Jochen geschichtet. Dabei wird vorzugsweise der Eisenquerschnitt der Joche eben so groß wie derjenige der Schenkel gemacht. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil einer großen Bauhöhe.
Es wurde auch ein geschichteter Rechteckkern zur Vermeidung der Nachteile solcher Kerne bekannt, bei dem parallel zu den Hauptjochblechen schmale Zusatzjochbleche vorgesehen sind, an die sich die verkürzten Schenkelbleche anschließen; die Dicke der Hauptjochbleche, gemessen senkrecht zur Blechebene, ist dabei geringer als die Dicke der Schenkel-bzw. Zusatzjochbleche.
Wenn dieser Rechteckkern auch schon einen guten Füllfaktor besitzt, so läßt sich bei einem geschichteten Rechteckkern der vorgenannten Art die Wirkung noch dadurch verbessern, daß nach der Erfindung der Kern aus Gruppen von Schenkel- sowie Haupt-und Zusatzjochblechen besteht, dessen Zahl der Jochbleche jeder Gruppe um 1 geringer ist als die Zahl der zugehörigen Schenkelbleche. Dies läßt sich erreichen, indem man die Joche und Schenkelenden gruppenweise podestförmig aufbaut. Dabei wird es häufig vorteilhaft sein, die Zusatzjochbleche beidseitig und mindestens auf einer Seite auch die Schenkelbleche abzuschrägen. Insbesondere ergibt sich eine vorteilhafte Ausführung, wenn bei einer Schenkelbreite x das Hauptjochblech jeder Gruppe (2+2/s) x ist und zwei es begrenzende Zusatzjochbleche 2/s x breit sind. Einen anderen gleich vorteilhaften Aufbau erhält man, wenn man bei einer Schenkelbreite x das Hauptjochblech jeder Gruppe 2 x und die beiden dieses einschließenden Zusatzjochbleche x breit macht und letztere an beiden Enden sowie die Schenkelbleche an einem Ende unter 45° abschrägt.
In den F i g. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt. In beiden Figuren besitzen die Schenkelbleche 1 die Breite x. In F i g. 1 stoßen die Schenkelbleche 1 an ihrem einen Ende auf das Zusatzjochblech 2 und liegen am Hauptjochblech 3, dem Zusatzjochblech 4 und dem Schenkelblech 5 an. Wie -das Schenkelblech 1 stößt auch das Schenkelblech 5 an ein schmales Zusatzjochblech 4 und liegt außer an dem anderen Schenkelblech 1 an dem schmalen Zusatzjochblech 2 und an dem breiten Hauptjochblech 6 an. Die Jochbleche 4, 6 und 7 bilden dabei eine Gruppe, an die sich eine Schachtelung der gleichen Art wie beschrieben anschließt. Bei dieser Schachtelungsärt bleiben nur die Räume 8 frei von Blech. Diese Räume sind im Verhältnis zu dem. ausgefüllten Blechraum klein, so daß sich ein Füllfaktor von etwa 0,8 ergibt. Die Breite der Jochbleche ist dabei so gewählt, daß die schmalen Zusatzjochbleche, also die Jochbleche 2, 4, 7, vorzugsweise 2/a der Breite der Schenkelbleche haben und die breiten Hauptjochbleche, also die Jochbleche 3 und 6, die (2+2/s)-fache Breite der Schenkelbleche besitzen.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Breite der schmalen Zusatzjochbleche 9 und 10 gleich der Breite der Schenkelbleche und die Breite der breiten Hauptjochbleche 11 und 12 gleich der doppelten Breite der Schenkelbleche. Weiter sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Pakete der Schenkelbleche und die Jochbleche an den Stellen, an denen sie zusammenstoßen, beispielsweise an der Stelle 13, geschrägt, so daß sich günstige Übertrittsverhältnisse für den magnetischen Fluß ergeben. Im übrigen ergibt sich auch bei der in F i g. 2 dargestellten Schichtung durch die kleinen vom Blech freibleibenden Räume 8 ein günstiger Füllfaktor von 0,8.

Claims

Patentansprüche: 1. Geschichteter Rechteckkern aus ferromagnetischem Material, insbesondere mit magnetischer Vorzugsrichtung, für Transformatoren, Drosselspulen und Transduktoren, bei dem zur Erzielung eines kleinen magnetischen übergangswiderstandes die Schenkel- und Jochbleche abwechselnd einander überlappend geschichtet sind und bei gleichem wirksamem Eisenquerschnitt von Schenkel und Joch die Zahl der Schenkelbleche doppelt so groß wie die Zahl der Hauptjochbleche ist, und wobei parallel zu den Hauptjochblechen schmale Zusatzjochbleche vorgesehen sind, an die sich die zu diesem Zweck verkürzten Schenkelbleche .anschließen, und die Dicke der Hauptjochbleche, gemessen senkrecht zur Blechebene, geringer ist als die Dicke der Schenkel- bzw. Zusatzjochbleche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Gruppen von Schenkel- (1, 5) sowie Haupt- und Zusatzjochblechen (4, 6, 7) besteht, dessen Zahl der Jochbleche jeder Gruppe um 1 kleiner ist als die Zahl der zugehörigen Schenkelbleche.
2. Geschichteter Rechteckkem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche und Schenkelenden gruppenweise podestförmig aufgebaut sind. ' .
3. Geschichteter Rechteekkern nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bis auf je ein Jochblech einer Gruppe die Zusatzjochbleche beidseitig- und mindestens auf einer Seite die Schenkelbleche vorzugsweise unter 45° abgeschrägt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1178 510.