DE1564556A1

DE1564556A1 - Multi-part ferromagnetic pot core for electrical coils

Info

Publication number: DE1564556A1
Application number: DE19661564556
Authority: DE
Inventors: Mehler Dipl-Ing Paul
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-04-01
Filing date: 1966-04-01
Publication date: 1969-07-17

Description

Mehrteiliger ferromagnetischer Schalenkern für elektrische Spulen Die Erfindung bezieht sich auf einen ferromagnetischen Scha- lenkern für elektrische Spulen, Übertrager oder dergleichen, der aus mehreren Teilen besteht. Für elektrische Spulen, breitbandige Übertrager oder derglei-. Ci1B@1 --r@.rdeli insbesondere geschlossene ferroiaägrieI t-'sci:e herr.e, sog. Schalenkerne, verwendet, deren Mittelsteg bzw. Mittelbutzen von der Spulenwicklung umfaßt wird, so daB im Mittelbutzen beim Stromdurchfluß durch die Wicklung ein Magnetfeld erzeugbar ist. Die Stirnseiten des Mittelstegs schliessen an plattenförmige Elemente an, die miteinander durch einen äußeren mantelförmigen, insbesondere hohlzylindrischen Schalenteil verbunden werden. Um die Wicklung in den Kern einlegen zu können, ist der Schalenkern zweigeteilt; und zwar besteht er in der Regel aus zwei gleichen Teilen. Der Mittelbutzen und die äußere Schalen sind unterteilt, so daß die Wicklung nach dem Abheben des oberen Schalenkernteiles in die Aussparung des anderen unteren Schalenkernteiles eingesetzt werden kann. Anschließend wird der obere Schalenkern auf den unteren Schalenkern aufgesetzt, so daß die Spulenwicklung praktisch vollkommen umschlossen ist und lediglich die Wicklungsenden aus in den Schalen-. teilen befindlichen sog. Drahtausführungsschlitzen herausragen. Derartige Schalenkernspulen weisen nicht nur eine relativ hohe Tnduktivität auf, weil der magnetische Fluß praktisch lediglich innerhalb des geschlossenen magnetischen Kreises verläuft, sondern sie zeichnen sich auch durch eine große Streufeldarmut aus.Multi-part ferromagnetic pot core for electrical coils The invention relates to a ferromagnetic shell handlebars for electrical coils, transformers or the like, which consists of several parts. For electrical coils, broadband transformers or the like. Ci1B @ 1 --r @ .rdeli especially closed FerroiaägrieI t-'sci: e herr.e, So-called pot cores are used, the central web or central slug of which is encompassed by the coil winding, so that a magnetic field can be generated in the central slug when current flows through the winding. The end faces of the central web adjoin plate-shaped elements which are connected to one another by an outer shell-shaped, in particular hollow-cylindrical shell part. In order to be able to insert the winding into the core, the pot core is divided into two parts; as a rule, it consists of two equal parts. The central slug and the outer shells are subdivided so that the winding can be inserted into the recess of the other lower shell core part after the upper shell core part has been lifted off. Then the upper pot core is placed on the lower pot core so that the coil winding is practically completely enclosed and only the winding ends from in the shell. Share located so-called wire lead-out slots protrude. Pot core coils of this type not only have a relatively high inductance, because the magnetic flux practically only runs within the closed magnetic circuit, but they are also distinguished by a great lack of stray field.

Die beiden Kernteile können jedoch in der Regel nicht derart genau und fest aufeinandergesetzt werden, daß nicht ein wenn auch geringer Luftzwischenraum - d.h. ein ungewoller Luftspalt - zwischen den sich gegenüberstehenden Kernflächen an den zusammengefügten Teilen der Kerne bestehen bleibt. Selbst durch sorgfältigste Feinstbearbeitung, wie Abschleifen und Läppen, dieser die Trennfugen begrenzenden Kernflächen läßt sich der magnetische Vdiderstand, der durch diese Trennfugen mitbestimmt wird, nicht auf einen Viert vermindern, der einem ungeteiltenentsprechenden Kernkörper entspräche. Zur Verminderung dieser Nachteile ist es bereits bekannt, die Trennfugenflächen zu vergrößern, weil dadurch die magnetische Flußdichte in der Trennfuge pro Flächeneinheit vermindert wird. und der magnetische Widerstand vergrößert werden kann. Zu diesem Zweck ist bereits beispielsweise aus dem Gebrauchsmuster 1 810 417 bekannt, die mit dem Mittelsteg zusammenhängenden plattenförmigen Ober- und Unterteile des Kernes, den sogeriannten Jochbalken,-kegelförmig auszubilden und den äußeren Kernmantel entsprechend hohlkegelförmig zu gestalten, so daß beide Teile ineinandergepreßt werden können. Diese Anordnung bereitet jedoch insbesondere-herstellungsmäßig Schwierigkeiten, wenn auf eine Feinstbearbeitung der Trennfugenflächen Wert gelegt wird.As a rule, however, the two core parts cannot be as precise and are firmly placed on top of one another, so that there is no air gap, albeit a small one - i.e. an unwanted air gap - between the opposing core surfaces remains on the joined parts of the cores. Even through the most careful Precision machining, such as grinding and Lapping this up the parting lines limiting core areas can be the magnetic Vdistance, which by this Joints are also determined, not reduce to a fourth, which corresponds to an undivided one Core body would correspond. To reduce these disadvantages, it is already known to enlarge the joint surfaces, because this reduces the magnetic flux density in the parting line per unit area is reduced. and the magnetic resistance can be enlarged. For this purpose, for example, is already from the utility model 1 810 417 known that the plate-shaped upper and lower parts of the core to form the so-called yoke beam in the shape of a cone and to design the outer core jacket in the shape of a hollow cone, so that both Parts can be pressed into one another. However, this arrangement is particularly preparatory in terms of production Difficulties when a precision machining of the joint surfaces is important will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile in einfacher Weise zu beseitigen.The invention is based on the object of these disadvantages in a simple Way to eliminate.

Die Erfindung besteht darin, daß jeder Schalenteil zur Aufnahme eines der den Mittelsteg überragenden Wicklungsteiles wannenförmig ausgehöhlt ist und mit den Jochbalken, d.h. den an den Stirnseiten des Mittelsteges angeordneten ferromagnetischen Platten, an deren Längsseiten in Verbindung steht.The invention consists in that each shell part for receiving one the winding part protruding beyond the central web is hollowed out in the shape of a trough and with the yoke beams, i.e. the ferromagnetic ones arranged on the front sides of the central web Plates, on the long sides of which is connected.

Der ferromagnetische Kern besteht dann aus mindestens drei Kernteilen. Der mittlere-Kernteil dient der Aufnahme der Spulenwicklung. Diese kann entweder unmittelbar auf den haspelförmigen Mittelteil aufgewickelt werden öder es werden zweigeteilte Wicklungskörper auf diesen Mittelsteg aufgesetzt, so daß die Bewicklung auf den-Wicklungskörper erfolgen kann.The ferromagnetic core then consists of at least three core parts. The middle core part is used to hold the coil winding. This can be either directly on the reel-shaped Middle part to be wound up or two-part winding bodies are placed on this central web, see above that the winding can be done on the winding body.

Im Zuge der Miniaturisierung elektrischer Bauelemente zeichnen sich erfindungsgemäße Kerne aus,' wenn sie quaderförmig ausgebildet sind, so daß sie beispielsweise auf gedruckten Schaltplatten dicht an dicht hinter- und nebeneinander angeordnet werden können, ohne daß unausgenutzbr Zwischenraum verbleibt. Bei derartigen quaderförmigen ferromagnetischen Kernen kann in weiterer Ausbildung der Erfindung auch ein Induktivitätsabgleich der mit diesen Kernen ausgerüsteten Spulen vorgenommen werden. Dabei sind zwischen dem mittleren Kernteil und einem oder beiden, der äußeren Kernteile bewußt Luftspalte.-i angeordnet und zwar in der Art-von schlitzförmigen Zwischenräumen zwischen den Kernteilen. In diese Zwischenräume werden ferromagnetische Abgleichschieber eingesetzt, so daß durch Verschiebung dieser Abgleichschieber mehr oder weniger Luftspaltraum mit ferromagnetischem Material ausgefüllt wird und dadurch eine Veränderung der wirksamen Permeabilität erzielt werden kann.In the course of the miniaturization of electrical components stand out Cores according to the invention from 'if they are cuboid so that they for example on printed circuit boards close together and side by side can be arranged without leaving unused space. With such cuboid ferromagnetic cores can be used in a further embodiment of the invention an inductance adjustment of the coils equipped with these cores is also carried out will. There are between the middle core part and one or both, the outer one Core parts deliberately air gaps.-i arranged in the manner-of-slot-shaped Gaps between the core parts. In these spaces are ferromagnetic Adjusting slide used, so that more by shifting this adjustment slide or less air gap space is filled with ferromagnetic material and thereby a change in the effective permeability can be achieved.

Anhand der Figuren 1 bis 8, die Beispiele für die Erfindung darstellen, ist die Erfindung näher erläutert.With reference to Figures 1 to 8, which represent examples of the invention, the invention is explained in more detail.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer dreigeteilter ferromagnetischer Kern in Ansicht dargestellt. Dieser Kern besteht aus den drei Teilen A, B und C. Der mittlere Kernteil A besteht auo dem zylinderförmigen Mittelsteg 1 .sowie an seinen Stirnseiten mit den beiden plattenförmigen Jochbalken 2. Die beiden äußeren Kernteile B und C stellen an ihren Ober- bzw. Unterseiten eine»Fortsetzung der plattenförmigen Jochbalken 2 des Kernteiles A dar und weisen einen diese beiden plattenförmigen Teile verbindenden Mantelteil 5 auf.In the figure 1 is a three-part ferromagnetic according to the invention Core shown in view. This core consists of the three parts A, B and C. The middle core part A consists also the cylindrical central bar 1 .as well as on its front sides with the two plate-shaped yoke beams 2. The the two outer core parts B and C represent a »continuation on their upper and lower sides of the plate-shaped yoke beams 2 of the core part A and have one of these two shell part 5 connecting plate-shaped parts.

Nach Fig. 2 ist der in Fig._1 beschriebene Kern auseinandergenommen. Außerdem ist auf dem mittleren Kernteil A eine auf einem zweiteiligem Wicklungskörper 3 befindliche Wicklung 4 dargestellt. Die Trennfugen vrerden durch die Jochbalken-Längsseiten 2a begrenzt, an denen die äußeren Kernteile B und C mit dem mittleren Kernteil A zusammengefügt werden. Die äußeren Kernteile B und C sind wannenförmig ausgebildet und weisen wannenförmige Aussparungen 6 auf, in die die Wicklung und Wicklungskörperteile eingreifen, die beim Zusammenbau der Kernteile über den mittleren Kernteil A überstehen.According to FIG. 2, the core described in FIG. 1 is disassembled. In addition, on the middle core part A there is one on a two-part winding body 3 located winding 4 is shown. The separating joints are made by the long sides of the yoke beams 2a, where the outer core parts B and C with the central core part A be joined together. The outer core parts B and C are trough-shaped and have trough-shaped recesses 6 into which the winding and winding body parts intervene, which protrude beyond the central core part A when the core parts are assembled.

In der Figur 3 ist der mittlere Kernteil A gemäß Fig. 1 und 2 in Vorderansicht dargestellt. Er besteht aus dem Mittelsteg 1 und den beiden Jochbalken 2. Fig. 4 stellt den Schnitt P,4 : M nach Fig. 3 dar. Die die Trennfugen begrenzenden Jochteilflächen 2a sind durch Schleifen und/öder Läppen feinstbearbeitet.In FIG. 3, the middle core part A according to FIGS. 1 and 2 is in a front view shown. It consists of the central web 1 and the two yoke beams 2. Fig. 4 shows the section P, 4: M according to FIG. 3. The partial yoke surfaces delimiting the parting lines 2a are finely machined by grinding and / or lapping.

In der Figur 5 ist der in den Figuren 1 und 2 bereits dargestellte Kernteil B bzw. C in der vom mittleren Kernteil gesehenen Ansicht dargestellt. Der Kernteil 5 weist eine wamnenförmige Aussparung 6 zur Aufnahme von Viicklungsteilen auf. in der Figur 6 ist ein Schnitt N ; N der in Fig. 5 dargestellten Ausführung des Kernteiles B bzw. C dargestellt.In FIG. 5, the one already shown in FIGS. 1 and 2 is shown Core part B and C shown in the view seen from the central core part. Of the Core part 5 has a dome-shaped Recess 6 to accommodate Viicklungsteilen on. in Figure 6 is a section N; N that shown in FIG Execution of the core part B and C shown.

In der Figur 7 ist eine andere Ausführung der Erfindung in Ansicht dargestellt. Der innere Kernteil A"weist zwei dreieckförmig.-ausgebildete Jochbalken auf, die an den Flächen 12a jeweils mit einem äußeren Kernteil B; C; D'zusammenstoßen. Um die Drahtenden der Wicklung aus den ferromagnetischen Kernen ausführen zu können, sind die Mäntel der äußeren Kernteile mit mindestens einer Aussparung 7 versehen.Another embodiment of the invention is shown in FIG shown. The inner core part A ″ has two triangular shaped yoke beams on, which on the surfaces 12a each with an outer core part B; C; D 'collide. In order to be able to run the wire ends of the winding out of the ferromagnetic cores, the jackets of the outer core parts are provided with at least one recess 7.

In der Figur 8 ist eine weitere Ausbildung der Erfindung schematisch dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber ist die Spulenwicklung fortgelassen. Der Kern ist quaderförmig ausgebildet und besteht aus dem mittleren Kernteil A "sowie den beiden äußeren Kernteilen B "«und C': Der Mittelsteg 1" weist an den Stirnseiten je einen Jochbalken 2 "auf. Die äußeren Kernteile stellen wiederum zwei schalenartige Körper 5 "dar, die innen wannenförmig (6') ausgebildet sind, damit dort die überstehenden Wicklungsteile untergebracht werden können. An den Oberseiten der beiden äußeren Kernteile B'; C "sind diese in Nachbarschaft des mittleren Kernteiles A "etwas (schlitzförmig 8) ausgespart. In diesen ausgesprochene- Zuftspalte bildenden Schlitzen ist ein ferromagnetischer Abgleichschieber 10 verschiebbar angeordnet. Damit die Kernanordnung zusammengefügt werden kann, sind insbesondere nichtferromagnetische, aus Kunststoff bestehende Zwischenschichten 9 in einen .Teil der Schlitze als Distanzhalter eingesetzt. Der Abgleichschieber 10 kann-bis an diese Isolierkörper 9 geschoben werden. In dieser Zage wird eine maximale Induktivitätseinstellung erreicht.Another embodiment of the invention is shown schematically in FIG shown. For the sake of clarity, the coil winding has been omitted. Of the The core is cuboid and consists of the central core part A ″ as well as the two outer core parts B ″ ″ and C ': the central web 1 ″ points on the front sides one yoke beam 2 "each. The outer core parts in turn provide two shell-like parts Body 5 ″, which are trough-shaped (6 ') on the inside, so that the protruding Winding parts can be accommodated. On the tops of the two outer ones Core parts B '; C "are these in the vicinity of the central core part A" somewhat (slot-shaped 8) recessed. In these pronounced slots forming air gaps there is a ferromagnetic adjustment slide 10 arranged displaceably. So that the core arrangement Can be joined together, are in particular non-ferromagnetic, made of plastic existing intermediate layers 9 in a .part of the Slots as spacers used. The adjustment slide 10 can be pushed up to this insulating body 9 will. In this case, a maximum inductance setting is achieved.

Claims

Patent claims before multi-part ferromagnetic pot core for electrical coils, whose center web carrying the winding is provided with a bar-shaped yoke part at each end and whose yoke parts are magnetically short-circuited by outer shell parts, characterized in that each shell part (5) to accommodate one of the Central web (1) protruding Ylicklungteiles (4) is hollowed out trough-shaped (6) and is connected to the yoke beams (2) on their longitudinal sides (2a). # Pot core according to claim 1, characterized in that the core center part (A) consisting of the center web (1) and the yoke beam (2) serves as the winding body. Pot core according to one of Claims 1 and 2, characterized in that the core is cuboid. Pot core according to claim 3, characterized in that the core middle part (A ' ) and one or more shell parts (8 ";C") adjoin one another to form one or more air gaps (8) and a ferromagnetic adjustment slide (10) is displaceable in the air gap (8) is arranged.