DE1247468B - Drei- oder mehrschenkliger, aus kornorientierten Blechen geschichteter Kern fuer Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. elektrische Induktionsgeraete - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIf

Deutsche Kl.: 21d2-48

Nummer: 1247 468

Aktenzeichen: S 94469 VIII b/21 d2

Anmeldetag: 5. Dezember 1964

Auslegetag: 17. August 1967

Seit Jahren werden geschichtete Eisenkerne für elektrische Induktionsgeräte, insbesondere Transformatoren und Drosseln, aus Werkstoffen mit magnetischer Vorzugsrichtung, insbesondere aus kaltgewalzten Siliziumblechen, in immer größerem Umfang verwendet, weil derartige Kerne infolge der anwendbaren höheren magnetischen Induktion eine Gewichtsverminderung erzielen lassen. Nun sind aber diese hochwertigen kornorientierten Bleche nur unter Beachtung bestimmter Voraussetzungen, nämlich bei ihrer Verwendung in Walzrichtung, günstig ausnutzbar, -während bei einer davon abweichenden Beanspruchung nur mittlere Werte erzielbar sind, wie sie bei den üblichen warmgewalzten Blechen erreicht werden. Die Folge ist, daß. man stets bestrebt ist, die Bleche so einzusetzen, daß die Walzrichtung der Bleche mit der Richtung des Magnetkraftflusses mög- ■ liehst zusammenfällt. Weitgehend hat sich hier der Gehrungsschnitt, insbesondere 45^b-Schnitt, an den Einmündestellen der Schenkelbleche in die lochbleche durchgesetzt, der mit oder ohne Üherlappung angewandt werden kann. An den Einmündestellen der Mittelschenkelbleche bei drei- und mehrschenkligen Kernen in die Jochbleche ergaben sich trotz Verwendung des Gehrungsschnittes z.B. bei dachfönnigem Zuschnitt der Mittelschenkelblechenden und entsprechendem Ausschnitt der Jochbleche noch keine befriedigenden Ergebnisse, da hier der Fluß von der einen Seite in die andere umgelenkt werden muß. Um hier Abhilfe zu schaffen, beschritt man schon verschiedene Wege. Zum Beispiel ordnete man an den Schenkelblecheinmündestellen in das Joch normale Magnetbleche an, also Bleche, die keine magnetische Vorzugsrichtung aufweisen. Es wurden auch bereits die Joche aus diesen Blechen hergestellt. Beide Ausführungen befriedigten ebensowenig wie eine weitere Ausführung, bei der an den Einmündestellen der Schenkelbleche besondere Einsatz- bzw. Verbindungsbleche, deren Vorzugsrichtung gegenüber der der Schenkel- und Tochbleche geneigt war und insbesondere in den verschiedenen Blechlagen vertauscht war. Eine derartige Ausführung hatte gegenüber einer Kernbauform mit dachförmigem Zuschnitt der Mittelschenkelbleche und dem dabei bedingten Blechverschnitt und -abfall noch den wei-teren Nachteil, daß sie teuer und umständlich in der Herstellung war und vor allem zu keinem kompakten Kern führte. Um zu einem hinsichtlich der erreichbaren Verluste günstigen drei- oder mehrschenkligen Eisenkern, der ganz aus kornorientierten Blechen hergestellt war, zu kommen, wurde auch bereits vorgeschlagen, den Kern aus einfach- und doppeltkorn-Drei- oder mehrschenkliger, aus
kornorientierten Blechen geschichteter Kern für
Transformatoren, Drosselspulen od. dgl.
elektrische Induktionsgeräte

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

DipL-Ing. Enno Brouer, Nürnberg

orientierten, also Blechen.mit Würfeltexrur, in der Weise herzustellen, daß die Schenkel aus einfachkornorientierten Blechen und die Joche ganz aus Blech mit Würfeltextur gefertigt wurden. Bei dieser Ausführung stoßen die Außenschenkelbleche mit Gehrungsstoß und die Mittelschenkelbleche mit dachförmigem Stoß an die aus doppeltkornorientierten Blechen hergestellten Jochteile, deren eine Vorzugsrichtung in Schenkeiachse und die andere Vorzugsrichtung in Jochachsrichtung liegt. Solche Kerne befriedigen zwar hinsichtlich der erreichbaren Verluste; auch der Aufwand an teueren Blechen mit Würfeltextur liegt im Rahmen des Tragbaren. Nicht befriedigen konnte indes der dachförmige Zuschnitt der Mittelschenkelblechenden, weil dieser umständlich herstellbar ist und vor allem in den Jochblechen einen entsprechenden Ausschnitt bedingt. Dies bedeutet nicht nur einen beträchtlichen Aufwand an Stanzarbeit, sondern auch einen ziemlichen Blechverschnitt und -abfaE an der teueren Blechsorte.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine Kernbauform anzugeben, die mit sparsamstem Einsatz an doppeltkornorientierten Blechen auskommt und deshalb bei gleichzeitig emfachen Formen der Kernbleche billig in der Herstellung ist und einen kompakten Kern ergibt. Dieses Ziel läßt sich erreichen, wenn man von einer an sich bekannten Kernbauform ausgeht, bei der zwei für sich be-

709 637/242

Claims (2)

1. kannte, verschieden gestaltete Blechlagen abwechselnd aufeinander geschichtet sind, bei denen das oder die Mittelschenkelbleche der einen Lage an die von Außenschenkel zu Außenschenkel durchlaufenden Jochbleche in stumpfem rechteckigen Stoß stoßen und der oder die Mittelschenkel der anderen Blechlage in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie von der einen Jochaußenkante zur anderen Jochaußenkante reichen und beidseitig an die geteilten Jochbleche im Rechteckstoß anstoßen, während die Außenschenkel beider aufeinanderfolgender Blechschichten gleichartig bemessen sind, dabei aber nicht wie bei einer anderen bekannten Kernausführung die Schenkelbleche und gegebenenfalls auch die Jochbleche jeder Lage je aus mehreren Längsstreifen zum Zwecke einer besseren Flußführung und zur Erreichung geringerer Kernverluste hergestellt und vor allem nicht alle Blechlagen aus in magnetischer Hinsicht gleichartigen Blechstreifen gefertigt sind.

   Bei dem Magnetkern nach der Erfindung wird zur Erreichung des gesteckten Zieles der Kern zwar gleichfalls aus verschieden gestalteten und abwechselnd aufeinander geschichteten Blechlagen der genannten Art aufgeschichtet, jedoch wird erfindungsgemäß die eine Blechlage (1. Lage) aus einfachkornorientierten Blechen hergestellt, deren Schenkelfefl und Jochteil mit ihrer magnetischen Vorzugsrichtung in Flußrichtung liegen und deren Außenschenkel in die Jochbleche im Gehrungsstoß, z. B. 45°-Schnitt, gegebenenfalls mit an sich bekannter Überlappung einmünden, während die andere in der Schichtung folgende Blechlage Mittelschenkelbleche aus doppeltkornorientierten (Würfeltexturblech) Rechteckblechen, deren eine Vorzugsrichtung in Schenkel- und deren andere in Jochachsrichtung liegt, aufweist und die aus einfachkornorientierten Blechen bestehenden, mit ihrer magnetischen Vorzugsrichtung in Schenkelachse Hegenden Außenschenkelbleche in die einfachkornorientierten Jochbleche, deren magnetische Vorzugsrichtung in der Jochachse liegt, mit Gehrungsstoß einmünden. ■ , .

   . Ein Ausführungsbgispiel eines dreischenkligen Kerns gemäß der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar in der Fi g. 1 die eine Blechlage und in F i g. 2 die damit in der Schichtung abwechselnde andere Blechlage. Die BlecHage nach Fig. 1 ist ganz aus einfachkornorientierten Blechen, deren magnetische Vorzugsrichtung in Walzrichtung verläuft,, aufgebaut. Der Einsatz der Bleche in dieser Lage ist so, daß. sie stets mit ihrer magnetischen Vorzugsrichtung sowohl an den Schenkel- als auch Jochblechen in Richtung des Flusses liegen. In der Zeichnung ist dies durch die eingetragenen Pfeile angedeutet. Die Jochbleche 1 und 2 reichen je vom Äußenschenkelblech 3 bis zum anderen Äußenschenkelblech 4 und stoßen mit diesen in bekannter Weise mit Gehrungsstoß, insbesondere einem 45°-Stoß, aneinander. Das Mittelschenkelblech 5 dagegen hat rechteckigen Blechzuschnitt und stößt stumpf an die beiden fensterseitigen Kanten der Jochbleche l.und 2 an.

   Demgegenüber ist die mit der Blechlage nach Fig. 1 in der Schichtung abwechselnde Blechlage nach Fig. 2 in folgender Weise aufgebaut:

   Hier sind vor allem für die Herstellung der Blech-, lage zwei verschiedenartige Blechsorten verwendet, und zwar ist das Mittelschenkelblech 50 aus doppeltkornorientiertem Blech, also einem sogenannten Würfeltexturblech hergestellt, während alle übrigen Blechteile der Lage aus einfachkornorientiertem Blech, so wie dies bei der Blechlage nach F i g. 1 beschrieben ist, hergestellt sind. Die einfachkornorientierten Bleche sind ebenso wie bei der Blechlage der F i g. 1 angegeben, jeweils mit ihrer Walzrichtung in -Richtung des Flusses eingesetzt. Auch die Einmündestellen der Außenschenkelbleche in die Jochpartien sind übereinstimmend mit F i g. 1, nämlich mit Gehrungsstoß ausgeführt: Um eine Überlappung der Stoßstellen der einzelnen aufeinander geschichteten Lagen zu erreichen, kann die Stoßstellenüberlappung nach einer der hierfür bekannten Methoden vorgenommen werden. Das Mittelschenkelblech 50 hat rechteckigen Blechzuschnitt und ist in seiner Länge so bemessen, daß es von der einen Jochstirn zur anderen Jochstirn, also über die ganze Höhe des Kerns reicht. Seine beiden magnetischen* Vorzugsrichtungen stehen, wie durch gekreuzte Pfeile angedeutet, senkrecht aufeinander. Dabei liegt die eine Vorzugsrichtung in Schenkelachsrichtung und die andere in Jochachsrichtung. Beidseitig an das Mittelschenkelblech 50 stoßen mit Rechteckstoß die Jochteilbleche 10 und 11 bzw. 20 und 21 an.

   Der Kern nach der Erfindung ist nicht nur in magnetischer Hinsicht günstig, weil durch die Ausbildung ,der Mittelschenkelbleche für einen günstigen Flußverlauf an den Einmündestellen des Mittelschenkels in die Joche gesorgt ist, sondern er ist auch hinsichtlich Aufwand an kostbarem Würfeltexturblech äußerst sparsam und daher billig. Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß der Kern leicht herstellbar ist und den gefürchteten, bei dachförmigem Zuschnitt . der Mittelschenkelbleche auftretenden Blechabfall vermeidet. Weiter erwähnenswert ist, daß der Kern sich leicht aufschichten läßt und eine kompakte Bauform ergibt,, weil durch die großflächige Verzapfung an den Einmündestellen· der Mittelschenkelbleche eine zuverlässige Kernverspannung erreichbar ist.

   Patentanspruch:

   Drei- oder mehrschenkliger, aus kornorientierten Blechen geschichteter Kern für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. elektrische Induktionsgeräte mit aus zwei verschieden gestalteten und abwechselnd aufeinander geschichteten Blechlagen, von denen der oder die Mittelschenkel der ■ einen Blechlage an die von Außenschenkel zu Außenschenkel durchlaufenden Jochbleche in stumpfem, rechteckigem Stoß stoßen und der oder die Mittelschenkel der anderen Blechlage in ihrer Länge so bemessen sind, daß sie von der einen Jochaußertkante zur anderen Jochaußenkante reichen und beidseitig an die geteilten Jochbleche im Rechteckstoß anstoßen, während die Außenschenkel beider Blechschichten gleichartig bemessen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erstere Blechlage (Fig. 1) aus einfachkoinorientierten Blechen besteht, deren Schenkelteil (3,4,5) und Jochteil (1,2) mit ihrer magnetischen Vorzugsrichtung in Flußrichtung liegen und 4eren Außenschenkel (3, 4) in die Jochbleche (1,2) im Gehrungsschnitt, z. B. 45°-Schnitt, gegebenenfalls mit an sich bekannter Überlappung einmünden, und daß die andere in der Schichtung folgende Blechlage (Fig.
2. 2) Mittelschenkelbleche (50) aus doppeltkornorientierten (Würfeltextur-