DE1488257C - Schichtkern für Transformatoren, Meßwandler oder Drosselspulen - Google Patents

Description

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. Es ist bekannt, Schichtkerne für Transformatoren, fläche in jeder Kernecke zu klein ist (belgische

Meßwandler oder Drosselspulen aus rechteckigen Patentschrift 515 684).

Blechstreifen derart zu schichten, daß die Stoßstellen Die Erfindung betrifft einen Schichtkern für Transin den Kernecken senkrecht zur Streifenrichtung formatoren, Meßwandler oder Drosselspulen, der liegen und umschichtig versetzt sind. Bei solchen 5 ausschließlich aus Blechstreifen besteht, von denen Schichtkernen hat man, wie in den F i g. 1 und 2 mindestens ein Teil Trapezform hat und derart geder Zeichnung schematisch dargestellt ist, häufig die schichtet ist, daß die längeren Seiten der trapezför-Kernecken abgeschrägt (Fig. 1) oder abgerundet migen Blechstreifen an das Kernfenster angrenzen (Fig. 2), um die zum Zusammenhalten der Kern- und sämtliche Stoßstellen an den von den Blechbleche dienenden Preßbolzen außerhalb der Kern- io streifen selbst gebildeten Kernecken senkrecht zur bleche, aber innerhalb der Konturen des Eisenkernes Streifenrichtung liegen und umschichtig versetzt sind, raumsparend unterbringen zu können. In den F i g. 1 Erfindungsgemäß lassen sich die bei der Fertigung und 2 verlaufen die Preßbolzen also in den mit 11, der eingangs erwähnten bekannten Schichtkerne auf-12, 13, 14 bzw. 15, 16 bezeichneten, durch Abschrä- tretenden Nachteile dadurch vermeiden, daß die gen oder Abrunden der einzelnen Blechstreifen ent- 15 Trapezform der Blechstreifen derart ausgebildet ist, standenen freien Eckräumen. Das meist nachträglich daß der eine Schenkel mit der längeren Trapezgrunderfolgende Abschrägen oder Abrunden der Kern- linie einen Winkel von 60 bis 80° bildet, während bleche durch Schneiden oder Stanzen erfordert zu- der andere Schenkel entweder senkrecht zu den sätzliche Arbeitszeit und bedingt einen bemerkens- Trapezgrundlinien steht oder den gleichen Winkel werten Materialverlust. Aber auch wenn man die ao wie der erste Schenkel mit der längeren Trapezgrundeinzelnen Bleche schon gleich in der gewünschten, linie bildet.

aus der F i g. 1 bzw. 2 ersichtlichen Gestalt stanzt, Wohl ist schon durch die französische Patentvermeidet man zwar den Arbeitszeitaufwand für das schrift 1 121 637 ein Schichtkern bekanntgeworden, Abschrägen oder Abrunden, nicht aber den Mate- bei dem kornorientierte Blechstreifen in Gestalt eines rialverlust durch den Blechabfall. 25 Trapezes verwendet werden, dessen einer Schenkel Ferner sind schon Schichtkerne bekannt, deren mit der längeren Trapezgrundlinie einen Winkel Bleche an den Kernecken mit unter 45° gegen die bildet, der etwas kleiner als 90° ist, während der Längskante der Bleche geneigten, also diagonal ver- andere Schenkel senkrecht zu den Trapezgrundlinien laufenden Stoßstellen zusammengefügt sind, d.h. steht. Dieser bekannte Schichtkern unterscheidet sich trapezförmig ausgebildet sind. Durch diese Anord- 30 jedoch grundsätzlich von dem Schichtkern gemäß nung soll bei Benutzung kornorientierter Bleche eine der Erfindung, nämlich einmal dadurch, daß er nicht günstige Flußausbildung ermöglicht werden. Abge- wie dieser ausschließlich aus Blechstreifen besteht, schrägte Kernecken weisen diese bekannten Schicht- sondern außerdem angenähert dreieckige Blechstücke kerne nicht auf, so daß es nicht möglich ist, die zum benötigt, die in den vier Kernecken liegen und in Zusammenhalten der Kernbleche dienenden Preß- 35 denen die Flußrichtung in einem Winkel von etwa bolzen in der eingangs erwähnten Art und Weise 45° zu der Flußrichtung in den trapezförmigen raumsparend unterzubringen (USA.-Patentschrift Blechstreifen verlaufen soll. Die vorerwähnte Tra-1 805 534). Ferner ist es schon bekanntgeworden, pezform haben die Blechstreifen nur deshalb erzürn Aufbau eines Eisenkernes rechteckige Blech- halten, damit die Stoßstellen zwischen den Blechstreifen zu verwenden, die zu einem Winkel, also 40 streifen und den dreieckigen Blechstücken in beeinem L gefaltet sind. Bei der Herstellung eines nachbarten Blechlagen gegeneinander versetzt wersolchen Eisenkernes entsteht zwar kein Stanzabfall den können. Bei diesem bekannten Schichtkern wer- und es können die zum Zusammenhalten der Blech- den also im Gegensatz zu dem Schichtkern gemäß streifen dienenden Bolzen in den durch das Falten der Erfindung die Kernecken nicht von den Blechentstehenden freien Ecken untergebracht werden. Da 45 streifen selbst gebildet, und es liegen auch nicht die Ecken hier aber unter einem Winkel von 45°, sämtliche Stoßstellen senkrecht zur Streifenrichtung, bedingt durch das Falten der Blechstreifen zu einem sondern nur die eine Hälfte von ihnen; die andere L, abgeschrägt sind, ergibt sich eine magnetisch sehr. Hälfte liegt schräg zur Streifenrichtung. Die Zahl der ungünstige Anordnung, weil die Überlappungsfläche Stoßstellen ist übrigens doppelt so groß wie bei einem in jeder Kernecke zu klein ist (deutsche Patentschrift 5° Schichtkern gemäß der Erfindung. Während bei die-860 683). Den gleichen Nachteil hat ein anderer be- sem bekannten Schichtkern die längere Trapezgrundkannter Schichtkern, zu dessen Aufbau trapezförmige linie auf der dem Kernfenster abgewandten Seite Blechstreifen verwendet werden, die dadurch ent- jedes Trapezbleches liegen muß, damit das dreieckige standen sind, daß jeweils an das Ende eines recht- Blechstück sich richtig in der Kernecke anschließen eckigen Blechstreifens ein dreieckiges Blechstreifen- 55 kann, ist es für den Schichtkern gemäß der Erfindung stück angeschweißt wird. Durch diese Anordnung wesentlich, daß die längere Trapezgrundlinie jedes soll, da kornorientierte Bleche verwendet werden, Trapczbleches an das Kernfenster angrenzt, damit eine günstige Flußausbildung auch in den Ecken des die Trapezbleche mit ihren abgeschrägten Enden die Eisenkernes erreicht werden, in denen die dreieckigen Kernecken selbst bilden. Die französische Patent-Blechstücke liegen, wobei die Flußrichtung in diesen 60 schrift 1 121 637, der eine ganz andere Aufgaben-Blechstücken in einem Winkel von 45' zu der Fluß- stellung als der Erfindung zugrunde liegt, kann also richtung in den rechteckigen Teilen der Blechstreifen dem Fachmann nicht die geringste Anregung vervurläuft. Zwar können bei diesem Eisenkern die zum mitteln, die bekannten Schichtkerne, von denen die Zusammenhalten der Blechstreifen dienenden Bolzen Erfindung ausgeht, so zu verbessern, daß die einin den freien Ecken untergebracht werden, jedoch 65 gangs geschilderten Nachteile bei der Fertigung ergibt sich, da die Ecken unter einem Winkel von solcher Schichtkerne vermieden werden. Abgesehen 45" abgeschrägt sind, auch hier eine magnetisch davon ist die Verdoppelung der Stoßstellenzahl bei sehr ungünstige Anordnung, weil die Überlappungs- dem Schichtkern der französischen Patentschrift

magnetisch sehr ungünstig und sein Zusammenbau aus Blechstreifen und dreieckigen Blechstücken wesentlich komplizierter und aufwendiger als der Zusammenbau des Schichtkernes gemäß der Erfindung.

Bei dem Schichtkern gemäß der Erfindung können sämtliche Blechstreifen des Schichtkernes die Gestalt eines Trapezes haben, wenn dessen einer Schenkel zu den Trapezgrundlinien senkrecht steht. Man kann die Anordnung aber auch so treffen, daß die Hälfte der Blechstreifen des Schichtkernes die Gestalt eines Trapezes hat, wenn dessen beide Schenkel mit der längeren Trapezgrundlinie einen Winkel von 60 bis 80°, vorzugsweise von etwa 75° bilden, und daß die andere Hälfte der Blechstreifen die Gestalt eines Rechteckes hat. Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die erstgenannte Ausführungsform eines Schichtkernes gemäß der Erfindung, die F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel für die zweitgenannte Ausführungsform.

In Fig. 3 sind die vier, die oberste Schicht bildenden Blechstreifen mit 21, 22, 23 und 24 bezeichnet. Von den vier, die nächste darunterliegende Schicht bildenden Blechstreifen 25, 26, 27 und 28 sind nur die dreieckförmigen Flächen sichtbar, neben denen die Bezugszeichen eingetragen sind. Die Stoßstellen zwischen den Blechstreifen der obersten Schicht sind mit 29 bis 32, die gestrichelt eingezeichneten Stoßstellen zwischen den Blechstreifen der nächsten darunterliegenden Schicht mit 33 bis 36 bezeichnet. In den weiteren Schichten des Schichtkernes wiederholt sich diese Anordnung; die Stoßstellen liegen also in den Kernecken senkrecht zur Streifenrichtung und sind umschichtig versetzt. Sämtliche Blechstreifen haben die Gestalt eines Trapezes, dessen einer Schenkel mit der längeren Trapezgrundlihie einen Winkel α bildet, während der andere Schenkel senkrecht zu den Trapezgrundlinien steht. Ist das Kernfenster, wie in Fig. 3 dargestellt, quadratisch, so haben alle Blechstreifen die gleiche Gestalt und Größe. Andernfalls wird die eine Hälfte der Blechstreifen entsprechend langer zugeschnitten als die andere Hälfte. Bei der aus der Fig. 3 ersichtlichen Schichtung der Blechstreifen entstehen an den vier Kernecken freie Räume, in denen Preßbolzen zum Zusammenhalten des Schichtkernes untergebracht werden können. Die mit 37 bezeichneten Kreise deuten dies an. Die Blechstreifen werden zweckmäßig aus bandförmigem Werkstoff geschnitten oder gestanzt, dessen Bandbreite der gewünschten Blechstreifenbreite gleich ist. Abwechselnd folgt auf einen Schrägschnitt ein Schnitt senkrecht zur Streifenrichtung, so daß jeglicher Abfall vermieden ist, wie F i g. 3 a erkennen läßt, in der ein Stück des Blechbandes 38 dargestellt ist, aus dem durch den Schrägschnitt 39, auf den der senkrechte Schnitt 40 und darauf wieder ein Schrägschnitt 41 usw. folgt, die einzelnen trapezförmigen Blechstreifen geschnitten oder gestanzt werden. Die Schrägschnitte, die in dem Ausführungsbeispiel geradlinig sind, können auch einen anderen, z. B. treppenförmigen oder wellenförmigen Verlauf haben.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Schichtkern gemäß der Erfindung besteht jede Schicht aus zwei trapezförmigen Blechstreifen 4.2, 43 und zwei rechteckigen Blechstreifen 44, 45. Beide Schenkel des Trapezes bilden mit der Trapezgrundlinie einen Winkel a. In jedem der vier Kernschenkel sind abwechselnd trapezförmige und rechteckige Blechstreifen aufeinandergeschichtet, so daß die Stoßstellen umschichtig versetzt sind und an den Ecken wieder freie Räume zur Unterbringung der Preßbolzen entstehen. Wie Fig. 4a erkennen läßt, wird das Band 38 in diesem Fall so geschnitten, daß auf den Schrägschnitt 46 der Schrägschnitt 47 und dann wieder ein Schrägschnitt 48 usw. folgt. Die Herstellung der rechteckigen Blechstreifen erfolgt in bekannter Weise.

ίο Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist jeglicher Blechabfall vermieden.

Wenn man den Winkel « so wählt, daß gemäß F i g, 5 der Schnittpunkt 49 der schrägen Kanten der beiden sich in der linken oberen Kernecke (s. F i g. 3) überlappenden Blechstreifen 21, 28 auf dem gestrichelt eingezeichneten Viertelkreisbogen 50 liegt, dann beträgt <x = 67,5°. In diesem Fall ist die in der Kernecke magnetisch wirksame Uberlappungsfläche etwas kleiner als die einem Viertelkreis entsprechende Überlappungsfläche, wie sie sich bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung mit abgerundeten Ecken ergibt. Würde man den Winkel α kleiner als etwa 60° machen, so wäre die Überlappungsfläche in der Kernecke zu klein; es ergäbe sich eine magnetisch ungünstige Anordnung.

Am günstigsten ist es, wenn die magnetisch wirksame Überlappungsfläche, wie in F i g. 6 dargestellt ist, ebenso groß ist wie die einem Viertelkreis entsprechende Überlappungsfläche. Der Schnittpunkt 49 liegt dann etwas außerhalb der durch den Viertelkreisbogen 50 begrenzten Fläche und der Winkel α beträgt etwa 75°. Macht man den Winkel <x größer als etwa 80°, so wird zwar die magnetisch wirksame Überlappungsfläche größer, jedoch wird der freie Raum an den Kernecken so klein, daß sich der Preßbolzen in ihm kaum mehr unterbringen läßt. Es empfiehlt sich daher, den Winkel « nicht kleiner als 60° und nicht größer als 80° zu wählen.

Für den Gegenstand des Anspruches 5 wird ein selbständiger Schutz nicht begehrt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schichtkern für Transformatoren, Meßwandler oder Drosselspulen, der ausschließlich aus Blechstreifen besteht, von denen mindestens ein Teil Trapezform hat und derart geschichtet ist, daß die längeren Seiten der trapezförmigen Blechstreifen an das Kernfenster angrenzen und sämtliche Stoßstellen an den von den Blechstreifen selbst gebildeten Kernecken senkrecht zur Streifenrichtung liegen und umschichtig versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezform der Blechstreifen derart ausgebildet ist, daß der eine Schenkel mit der längeren Trapezgrundlinie einen Winkel von 60 bis 80° bildet, während der andere Schenkel entweder senkrecht zu den Trapezgrundlinien steht oder den gleichen Winkel wie der erste Schenkel mit der längeren Trapezgrundlinie bildet.

2. Schichtkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder beide Schenkel der trapezförmigen Blechstreifen mit der längeren Trapezgrundlinie einen Winkel von etwa 75° bildet.

3. Schichtkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Blech-

streifen des Schichtkernes die Gestalt eines Trapezes haben, wenn dessen einer Schenkel zu den Trapezgrundlinien senkrecht steht (F i g. 3).

4. Schichtkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte der Blechstreifen des Schichtkernes die Gestalt eines Trapezes hat, wenn dessen beide Schenkel mit der längeren Trapezgrundlinie einen Winkel von 60 bis 80° bilden, und daß die andere Hälfte der Blechstreifen die Gestalt eines Rechteckes hat (Fig. 4).

5. Schichtkern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen abfallfrei aus bandförmigem Werkstoff geschnitten oder gestanzt sind, dessen Bandbreite der gewünschten Blechstreifenbreite gleich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen