DE19641387C2 - Wickelkörper für einen Transformator oder eine Drossel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wickelkörper für einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Ein derartiger Wickelkörper ist aus der EP 0 590 741 B1 bekannt. Er besteht aus zwei Flanschen und zwei diese Flansche verbindenden Platten, die zwischen die Flansche einzupassen sind. Die Wicklung bzw. die Wicklungen verlaufen in Längsachse der Platten und umschlingen die Steg­ bereiche der Flansche. Seitliche Führungen an den Flanschen geben dabei die Breite der Wicklungen vor. Der Kern wird ge­ bildet aus vorzugsweise E-förmigen Blechpaketen oder Ferrit­ körpern, die von der Seite her mit ihren Mittelschenkeln zwi­ schen die beiden Platten fassen und deren äußere Schenkel sich von außen her an die Wicklungen anlegen. Die Kriechstre­ cken zwischen den Kernteilen und den Wicklungen sind bei der Wickelkörperkonstruktion gemäß der EP 0 590 741 B1 begrenzt und genügen nicht immer den gestellten Anforderungen.

Aus der FR 2 422 236 ist eine Isolierkapsel für einen Trans­ formator bekannt, die von außen her eine Primärwicklung des Transformators umgreift und auf die dann eine Sekundärwick­ lung aufzubringen ist. Die Isolierkapsel besteht aus zwei in ihren Abmessungen aufeinander abgestimmten Halbschalen, an die nach außen vorstehende seitliche Wicklungsbegrenzungen angeformt sind. Jede der beiden Halbschalen ist von U-för­ miger Struktur, wobei die Schenkel der einen Halbschale beim Zusammenstecken der beiden Halbschalen in bzw. über die Schenkel der anderen Halbschale fassen. Der Überlappungsbe­ reich der Schenkel bildet die Kriechstrecke zwischen der Pri­ mär- und der Sekundärwicklung.

Die Isolierkapsel ist in ihren Abmessungen auf einen Kern vorgegebener Größe und eine in ihren Maximalabmessungen vor­ gegebene Primärwicklung abgestimmt; anders gestaltete Kerne und Wicklungen verlangen Isolierkapseln mit anderen Abmessun­ gen.

Aus der DT 2 023 699 und der DE 43 12 194 A1 sind einander sehr ähnliche Wickelkörper für Transformatoren bekannt, die aus jeweils zwei Flanschteilen mit angeformten Wicklungsträ­ gern bestehen; beide sind von U-förmiger Gestalt. Die stump­ fen Enden der Schenkel an den Flanschteilen und den Wick­ lungsträgern sind mit Nuten und Federn versehen, die beim Zu­ sammenstecken ineinandergreifen. Dadurch entsteht für den an­ schließenden Wickelvorgang ein mechanisch relativ stabiler Wickelkörper; die entstehenden Kriechstrecken sind jedoch nur von begrenzter Länge. Durch Einfügen von ebenfalls mit Nut und Feder versehenen Zwischenstücken lassen sich die Wickel­ körper an unterschiedlich hohe Magnetkerne anpassen.

Die Enden der U-förmigen Wickelkörper an den Flanschstücken können zur Bildung längerer Kriechstrecken auch mit innenlie­ genden angeformten Federn versehen sein, die sich von der Seite her großflächig gegen isolierende Zwischenstücke anle­ gen. Durch diese Anordnung lassen sich prinzipiell beliebig lange Kriechstrecken herstellen; es sind in jedem Fall aber zusätzlich zu den Flanschstücken mit ihren Wicklungsträgern zum Abdecken der Federn jeweils zwei zusätzliche Zwischen­ stücke erforderlich. Zum Aufbau von Wickelkörpern für unter­ schiedlich hohe Kerne werden unterschiedlich lange Zwischen­ stücke benötigt, über die die beiden Flanschstücke auf Ab­ stand gehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wickelkörper nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 anzugeben, der ausreichend hohe Kreichstromfestigkeit garantiert und der bedarfsweise an un­ terschiedlich hohe Kerne angepaßt werden kann, ohne dass es hierzu einer Vielzahl unterschiedlich langer Zwischenstücke bedarf. Dabei ist davon auszugehen, dass die Kernhöhe nicht beliebig sondern nur in vorgegebenen Stufungen variiert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Durch diese Merkmale wird nicht nur der Aufbau hoch spannungsfester Transformatoren und Dros­ seln erreicht, sondern gleichzeitig werden die Wicklungsdräh­ te in einem sie weitgehend umschließenden Körper geführt, der verhindert, daß einzelne Drähte zur Seite aus dem für die Wicklungen vorgesehenen Raum austreten können. So lehrt z. B. der Anspruch 2 den Aufbau von Wickelkörpern zur Aufnahme von Blechpaketen oder Ferritkörpern unterschiedlicher Größe. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß ne­ ben einer ersten Spritzform für die Wickelkörperflansche nur­ mehr eine einzige weitere Spritzform zum Herstellen von Zwi­ schenstücken vorzusehen ist, wobei die unterschiedlich großen Wickelkörper durch Aneinanderreihen einer im Prinzip beliebig großen Zahl von Zwischenstücken gebildet werden.

In vorteilhafter Weise sind die Flansche und die Zwischen­ stücke gemäß Anspruch 3 beim Zusammenfügen gegenseitig zu verrasten; die Festigkeit der Wickelanordnung entsteht beim Auftragen der Wicklung, die sich in Längsrichtung um die Wicklungsträger, die Zwischenstücke und die Stegbereiche der Flansche schlingt.

In vorteilhafter Weise läßt sich der Wickelraum des Wickel­ körpers gemäß Anspruch 4 durch folienartige Abdeckungen nach außen hin verschließen. Seitliche Abwinkelungen der aufsteck­ baren Abdeckungen sorgen dabei für ausreichend lange Kriech­ strecken zwischen den äußeren Wicklungsdrähten und den die Wicklungen seitlich umgreifenden äußeren Schenkeln der Wick­ lungskerne.

Für die Fixierung des bewickelten Wickelkörpers an einem Trä­ ger sind die Flansche gemäß Anspruch 5 in vorteilhafter Weise mit Abwinkelungen zu versehen, die am Träger aufliegen und z. B. mittels Schrauben dort befestigt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung die Einzelteile des erfindungsgemäßen Wickelkörpers in der Seitenansicht, in

Fig. 2 die Vorderansicht eines Flansches, in

Fig. 3 die Seitenansicht eines Wickelkörpers, dessen Wicklungsträger direkt aneinanderstoßen und in den

Fig. 4 und 5 Wickelkörper mit einem bzw. zwei eingefügten Zwischenstücken, jeweils in einer Schnittdar­ stellung.

Der erfindungsgemäße Wickelkörper beinhaltet in seiner Grund­ ausstattung zwei identische, im Spritzgußverfahren aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellte Flansche 1, 2 mit jeweils zwei an die Flanschinnenseiten angeformten U-förmigen Wick­ lungsträgern 3, 4 bzw. 5, 6 vorgegebene Tiefe 7. Die Joche und die Schenkel der U-förmigen Wicklungsträger stehen senk­ recht aus dem Flansch vor, wobei die Schenkel nach außen wei­ sen und den Wickelraum für den oder die nach dem Zusammen­ stecken des Wickelkörpers aufzubringenden Wicklungen seitlich begrenzen. Die Wicklungen verlaufen in Längsrichtung der Wicklungsträger 3, 5 bzw. 4, 6 und gegebenenfalls eingepaßter Zwischenstücke 8 bzw. 8 und 9 und umschlingen von außen her die Stege 10 und 11 der Flansche 1 und 2. Das Joch und die Schenkel jeweils eines der beiden Wicklungsträger, im Bei­ spiel der Wicklungsträger 4 und 5, sind parallel zur Längs­ achse des betreffenden Wicklungsträgers verlängert, wobei diese Verlängerungen 12 bzw. 13 an der Außenseite des Joches und der Schenkel ansetzen. Beim Zusammenstecken der Wick­ lungsträger 3 und 5 sowie 4 und 6 fassen die vorstehenden Wicklungsverlängerungen 12 und 13 von außen her um die Schen­ kel der nicht verlängerten Wickelträger 6 und 3. Sie führen die beiden Wickelteilkörper beim Zusammenstecken mechanisch und sorgen durch die Überlappung für das Entstehen langer Kriechstrecken zwischen dem Wickelkörperinneren, das den oder die Kerne aufnimmt und den in den Wicklungsträgern geführten Wicklungen. Die Verlängerungen können statt an der Außen- auch an der Innenseite des Joches und der Schenkel der Wic­ kelkörper ansetzen.

Zum Aufbau von Wickelkörpern mit höheren Blechpaketen oder mehreren Ferritkörpern sind zwischen die beiden Wickelteil­ körper jeweils ein oder mehrere Paare von Zwischenstücken 8, 9 einzupassen. Diese sind U-förmig ausgebildet mit einem Mit­ telteil 8.1, 9.1 vorgegebener Breite in den Abmessungen des Joches und der Schenkel der an die Flansche angeformten Wick­ lungskörper 3, 4 bzw. 5, 6. Die Zwischenstücke bestehen eben­ falls aus einem isolierenden Werkstoff und sind vorzugsweise als Spritzgußteile hergestellt. Jedes Zwischenstück besteht aus zwei die Mittelteile 8.1 bzw. 9.1 nach der einen bzw. der anderen Seite verbreiternden Joch- und Schenkelverlängerungen 8.2 und 8.3 bzw. 9.2 und 9.3. Von diesen Verlängerungen setzt die eine an der Innenseite und die andere an der Außenseite des Joches und der Schenkel des Zwischenstückes an. Über die angesetzten Verlängerungen sind die Zwischenstücke 8, 9 je­ weils mit einem nicht verlängerten Wicklungsträger 3 bzw. 6 und einem verlängerten Wicklungsträger 12 bzw. 13 der die Flansche und die zugehörigen Wicklungsträger beinhaltenden Wickelteilkörper zusammensteckbar. Beim Einpassen weiterer Zwischenstücke harmonieren die Zwischenstücke auch unterein­ ander in gleicher Weise wie mit den Wicklungskörpern der Teilwickelkörper.

In Fig. 3 ist ein Wickelkörper mit direkt aneinanderstoßen­ den, über die Joch- und Schenkelverlängerungen ineinander greifenden Wicklungsträgern zu sehen, in Fig. 4 ein Wickel­ körper mit einem Paar eingepaßter Zwischenstücke und in Fig. 5 ein Wickelkörper mit zwei Paar eingepaßter Zwischenstücke. Die zusätzlichen Zwischenstücke sind dort in gleicher Weise bezeichnet wie die in Fig. 1 und 4 dargestellten Zwischen­ stücke und zur Unterscheidung von diesen mit einem * gekenn­ zeichnet. Wie in Fig. 5 für einen Wickelkörper mit zwei Paa­ ren angepaßter Zwischenstücke dargestellt, lassen sich auch Wickelkörper mit drei, vier oder noch mehr Paaren von Zwi­ schenstücken aufbauen, die jeweils mit ihren inneren und äu­ ßeren Verlängerungen ineinander greifen und so einen hinrei­ chend stabilen und kriechspannungsfesten Wickelkörper für den Aufbau von Transformatoren oder Drosseln darstellen.

Als besonders vorteilhaft erweist sich, wenn die beiden Wick­ lungsträger und die gegebenenfalls vorhandenen Zwischenstücke mit Mitteln zum gegenseitigen Verrasten versehen sind. Dieses Verrasten geschieht beim Zusammenstecken der Wicklungsträger bzw. der Wicklungsträger mit den Zwischenstücken oder der Zwischenstücke mit weiteren Zwischenstücken. Die Rastungen können prinzipiell beliebig ausgeführt sein, beispielsweise in Form von vorstehenden Nasen z. B. an den außen angesetzten Verlängerungen der Joche und/oder Flansche und entsprechenden Ausnehmungen an den innen ansetzenden Verlängerungen der Zwi­ schenstücke und den nicht verlängerten Jochen und Schenkeln der Wicklungsträger. Die Anordnung der Rastnasen und Ausneh­ mungen kann jedoch auch vertauscht sein oder es können auch andere Verrastungen gewählt werden. Die Verrastungen haben den Wickelkörper nur solange zusammenzuhalten, bis nach dem Zusammenstecken des Wickelkörpers dieser entweder über ein Klebeband fixiert wird oder aber eine erste Wicklungslage auf den Wickelkörper aufgebracht ist.

Insbesondere bei Verwendung von E-förmig ausgestalteten Ker­ nen 16 wie in Fig. 2 schematisch angedeutet, ist es von Vor­ teil, den Wickelraum nach außen hin zu den äußeren Schenkeln des Kernes durch zwei in Fig. 2 angedeutete folienartige Ab­ deckungen 17, 18 zu verschließen, die die Wicklung von den anliegenden Kernschenkel separiert. Wenn dabei die folienar­ tige Abdeckung U-förmig ausgestaltet ist und mit ihren beiden Schenkeln von außen her über die Schenkel der Wicklungskörper und der gegebenenfalls vorhandenen Zwischenstücke greift, wird durch diese Anordnung auch eine hohe Kriechstrecke der Wicklung gegenüber den Außenschenkeln des Kernes erreicht.

Endseitige Abwinkelungen 14 bzw. 15 an den Flanschen schaffen in an sich bekannter Weise Füße, über die der fertig bewic­ kelte Wickelkörper auf einem beliebigen Träger zu fixieren ist.

Claims (4)

1. Wickelkörper für einen Transformator oder eine Drossel aus zwei mindestens im wesentlichen identisch aufgebauten Wickel­ körperteilen mit je einem Flansch und zwei diese verbindenden Wicklungsträgern für in Längsrichtung der Wicklungsträger um diese und um Stege der Flansche zu schlingende Wicklungen, wobei die Wicklungsträger an die Innenseiten der Flansche an­ geformt sind, einen U-förmigen Querschnitt mit nach außen weisenden Schenkeln zum seitlichen Begrenzen des Wickelraumes besitzen und beim Zusammenfügen der Wickelkörperteile mittels in Längsrichtung der Wicklungsträger vorstehende, angesetzte Verlängerungen mindestens teilweise überlappend ineinander­ greifen, dadurch gekennzeichnet, die Verlängerungen an die Außen- oder Innenseiten des Joches und der beiden Schenkel nur jeweils eines der beiden Wickel­ körperteile angesetzt sind,
dass die Wickelkörperteile mindestens an den Stoßstellen die gleiche Kontur aufweisen und symmetrisch zur Längsachse des Steges (10, 11) angeordnet sind und
dass die beiden Wickelkörperteile (1, 2) über paarweise vor­ handene Zwischenstücke (8, 9) zusammenwirken, die U-förmig ausgebildet sind mit einem Mittelteil (8.1; 9.1) vorgegebener Breite in den Abmessungen des Joches und der Schenkel der an die Wickelkörperteile angeformten Wicklungsträger (3, 4; 5, 6) und jeweils zwei die Mittelteile nach beiden Seiten ver­ breiternden Joch- und Schenkelverlängerungen (8.2, 8.3; 9.2, 9.3), von denen die eine (8.2; 9.3) an der Innenseite und die andere (8.3; 9.2) an der Außenseite des Joches und der Schen­ kel angesetzt ist.

2. Wickelkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht verlängerten Schenkel und die Schenkelverlänge­ rungen der Wicklungsträger (3, 4; 5, 6) beider Wickelkörper­ teile sowie die Zwischenstücke (8; 9) mit Mitteln zum gegen­ seitigen Verrasten versehen sind.

3. Wickelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelraum des Wickelkörpers nach außen hin durch zwei U-förmig ausgestaltete folienartige Abdeckungen (17, 18) verschließbar ist, deren Schenkel von außen her die Schenkel der Wicklungsträger (3, 4; 5, 6) sowie die entsprechenden Partien der Zwischenstücke (8; 9) parallel zur Längsachse des Wickelkörpers umgreifen.

4. Wickelkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (1, 2) endseitige Abwinkelungen (14, 15) zur Befestigung an einem Träger aufweisen.