DE19645098C2 - Drossel und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung sind ein Spulenbauelement, wie bspw. eine als Vorschaltgerät für eine Leuchtstoff- oder Gasentladungslampe verwendete Drossel oder ein Trans­ formator sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kernble­ chen, Blechpaketen sowie Spulenbauelementen.

Mit Netzfrequenz betriebene Spulenbauelemente, wie bspw. Vorschaltdrosseln oder -transformatoren von Gasent­ ladungslampen, weisen in der Regel einen als Blechpaket ausgebildeten Magnetkreis auf, der ein oder mehrere Spulen aufnimmt. Der Magnetkreis muß dabei sowohl elektrotech­ nischen als auch fertigungstechnischen Anforderungen genü­ gen, die einander zum Teil zuwiderlaufen. Bspw. ist in der Regel ein zu großes Streufeld des Spulenbauelementes zu vermeiden, weil dieses die Funktion anderer Bauelemente beeinträchtigen, Gehäuseteile zum Mitschwingen anregen und Energieverluste verursachen kann. Andererseits ist es aus konstruktiven Gründen und aus Gründen der Material- und Kostenersparnis meist gewünscht, dass solche Spulenbau­ elemente ein möglichst geringes Volumen haben. Dies be­ dingt, dass die betreffenden Magnetkreise häufig für eine hohe Induktion ausgelegt werden, was hinsichtlich der Aus­ bildung von Streufeldern kritisch ist.

Um beispielsweise eine definierte Induktivität ein­ stellen zu können und zur Linearisierung der Ψ-I-Kennlinie weisen die Spulenbauelemente in der Regel einen Luftspalt auf. Dieser muß zur Einhaltung der vorgegebenen Induktivi­ tät relativ eng toleriert sein. Parasitäre Luftspalte sind deshalb unerwünscht.

Schon wegen der relativ hohen Stückzahlen, in denen bspw. als Vorschaltelemente zu verwendende Spulenbauele­ mente herzustellen sind, ist aus fertigungstechnischer Sicht eine möglichst kostengünstige Herstellung der be­ treffenden Spulenbauelemente zu wünschen. Dies betrifft nicht nur die Herstellung der Kernbleche sondern auch den bei der Montage des Magnetkreises erforderlichen Aufwand. Der Magnetkreis wird, nachdem er bekanntermaßen die Spule umfassen muß, aus wenigstens zwei Teilstücken zusammenge­ setzt. Diese müssen in montiertem Zustand zusammengehalten werden. Die entsprechenden Befestigungselemente sollen verständlicherweise möglichst einfach montierbar sein. Jedoch sollen an dem Magnetkreis vorgesehene Einrichtungen zur Halterung oder Befestigung der Teile die magnetischen Eigenschaften des Magnetkreises nicht beeinträchtigen.

Darüber hinaus ist es im Hinblick auf eine möglichst vollständige Ausnutzung des als Ausgangsmaterial für die einzelnen Kernblechzuschnitte dienenden Blechstreifens zu wünschen, dass beim Zuschnitt der Kernbleche möglichst kein Verschnitt anfällt.

Aus der EP 0 042 898 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung von Blechzuschnitten für einen E-I-Kern bekannt. Bei dem Verfahren werden zunächst in ein Blechband fortlaufend Öffnungen eingestanzt, deren Form den Rückschlussblechen I entspricht. Von dem Blechband werden in einem späteren Arbeitsschritt Abschnitte getrennt, die die E-Kernbleche bilden.

Aus der DE 29 33 781 C2 sind Blechzuschnitte zum Auf­ bau von Mantelkernen mit E-Kernblechen und I-Kernblechen bekannt. Die E-Kernbleche weisen Außenschenkel auf, die etwa um die Schenkelbreite länger als der Mittelschenkel sind. Das I-Kernblech ist zwischen den Außenschenkeln an­ geordnet und stellt die Verbindung zu dem Mittelschenkel her. An ihrer Außenseite sind die Außenschenkel mit Aus­ nehmungen zur Befestigung vorgesehen, an denen eine äußere Halterung angreifen kann.

Die E-Kernbleche werden mit quer zu der Blechlängs­ richtung angeordneten Schenkeln aus einem Blechstreifen ausgestanzt. Dabei sind die E-Kernbleche in Bezug auf den Blechstreifen mit ihren Schenkeln abwechselnd nach rechts und nach links orientiert und um ein halbes E-Kernblech in Längsrichtung gegeneinander versetzt. Die beim Ausstanzen der Wickelfenster zwischen den Schenkeln anfallenden Aus­ schnitte bilden die erforderlichen I-Kernbleche.

Die Länge der I-Kernbleche muß zur Vermeidung para­ sitärer Luftspalte und unerwünschter Schwing- oder Brumm­ erscheinungen an dem fertigen Spulenbauelement auf den Innenabstand der Außenschenkel des E-Kernbleches abge­ stimmt werden.

Aus der DE-PS 975 652 sind Schichtkerne ohne Luftspalt für Transformatoren bekannt. Die Schichtkerne sind aus einzelnen Kernblechen aufgebaut, deren Stoßfugen gekrümmt, gewellt oder gestuft ausgebildet sind. Die Stoßfugen auf­ einanderfolgender Kernblechschichten sind gegeneinander versetzt. Benachbarte Kernbleche überlappen einander. Da­ durch wird die Ausbildung parasitärer Luftspalte vermie­ den. Jedoch ist die Position der Kernbleche relativ genau festgelegt. Fertigungstoleranzen führen zu Störungen.

Ein weiterer Blechzuschnitt zum Aufbau von Mantelker­ nen ist aus der DE 26 38 780 A1 bekannt. Einem U- oder E-förmig mit verkürztem Mittelschenkel ausgebildeten Kern­ blech sind zwei L-förmige Kernbleche zugeordnet, die die Verbindung zwischen Mittelschenkel und Außenschenkel her­ stellen bzw. den Mittelschenkel selbst definieren. Die entsprechenden Kernbleche lassen sich aus einem Blech­ streifen ohne Verschnitt ausstanzen. Allerdings weisen die Kernbleche keine Befestigungsmittel zur späteren Montage auf.

Der von den L-förmigen Kernblechen gebildete Teil des Magnetkreises stellt den magnetischen Rückschluss von dem Mittelschenkel zu den Außenschenkeln der E-Kernbleche her. Fertigungstoleranzen im Hinblick auf den Abstand der Au­ ßenschenkel untereinander und die genaue Größe der L-Kernbleche können zu parasitären Luftspalten führen.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Spulenbauelement zu schaffen, das vorteilhafte magnetische und fertigungstechnische Eigenschaften aufweisen. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Kernblechsätzen und Blechpaketen an­ zugeben.

Diese Aufgabe wird durch das Spulenbauelement nach dem Patentanspruch 1 und das Herstellungsverfahren nach dem rückbezogenen Anspruch 11 gelöst.

Der Magnetkreis des Spulenbauelementes weist einen wenigstens zweischenkligen Kern auf, der durch ein Rück­ schlusselement geschlossen ist. Das Rückschlusselement liegt dabei wenigstens an einem Ende flächig an einer ent­ sprechenden Anlagefläche eines Außenschenkels des Kerns an, wobei die Berührungsfläche wenigstens in einem Bereich kreiszylindrisch gewölbt ist. Die flächige Anlage ist da­ durch in unterschiedlichen Winkelausrichtungen zwischen Außenschenkel und Rückschlusselement sichergestellt. Da­ durch werden parasitäre Luftspalte oder Deformationen von Teilen des Magnetkreises vermieden, wenn ohne Veränderung der Geometrie des Magnetkreises unterschiedliche Lufspalte eingestellt werden. Außerdem wird durch die Verschwenkbar­ keit eine relativ große Unempfindlichkeit gegen Fertigungstoleranzen erreicht. Die Induktivität wird im wesentlichen allein durch einen gesondert einstellbaren Luftspalt festgelegt, dessen Abmessungen von der Länge der Außenschenkel und des Rückschlusselementes nicht abhängig sind. Der Luftspalt wird durch Zwischenlage von nicht- ferromagnetischem Material zwischen Jochblech und Zwi­ schenschenkel fest eingestellt. Durch die Vermeidung para­ sitärer Luftspalte ist die Induktivität trotz größerer Fertigungstoleranzen genauer festgelegt.

Das erfindungsgemäße Prinzip ist sowohl bei U- als auch bei E-Kernen anwendbar. Bei E-Kernen ist das Rück­ schlusselement zweigeteilt und wird durch zwei unabhängig voneinander verschwenkbare Joche gebildet. Diese definie­ ren gemeinsam vorzugsweise ein I-Joch. Dieses ist in mon­ tiertem Zustand ortsfest auf die Stirnseiten der Schenkel des E- oder U-Blechpakets aufgesetzt und mittels einer Armatur an diese angedrückt.

Die Joche sind in ihrer Länge vorzugsweise so fest­ gelegt, dass sie einander stirnseitig berühren. Die Stirn­ seiten sind bereichsweise zylindrisch abgerundet. Dadurch wird ein Verschwenken der Joche möglich, ohne dass diese verklemmen. Der Mittelpunkt dieser Krümmung stimmt mit dem oben genannten Krümmungsmittelpunkt überein, der zugleich Drehpunkt ist. Außerdem können die Joche von ihrer Länge her auch so bemessen sein, dass sie stirnseitig mitein­ ander einen Spalt definieren.

Die Blechpakete sind jeweils einstückige E- oder U-Blechpakete und Jochepakete, die paarweise ein I-Joch ausbilden, sowie gegebenenfalls weitere, bspw. T-förmige, Blechpakete. Der Umriss eines Jochpakets stimmt im wesent­ lichen, das heißt allenfalls bis auf die Länge, mit dem Umriss des Wickelfensters überein. Eine Verkürzung der Länge des Wickelfensters kann infolge einer Stanztoleranz beim Vereinzeln der E- oder U-Kernbleche auftreten. Sie tritt auf, wenn beim Vereinzeln die bereits vorgestanzten Wickelfenster angeschnitten werden. Diese Toleranz ist zulässig und beeinträchtigt die Funktion des Magnetkreises in keiner Weise. Die Kernblechgestaltung und das Herstellungsverfahren sind demnach wenig toleranzanfällig, das heißt robust.

In einer vorteilhaften Ausführungsform stimmt die Krümmung des jeweiligen Randes der Außenschenkel des E-Blechpakets mit einer Krümmung des Wickelfensters im Übergangsbereich von dem jeweiligen Außenschenkel zu dem Rücken- oder Basisabschnitt überein. Der Krümmungsmittel­ punkt liegt bezüglich eines in Betriebsstellung an dem Außenschenkel anliegenden Jochpakets an der gleichen Stel­ le wie der Krümmungsmittelpunkt des Wickelfensters in Be­ zug auf dieses.

Das E- oder U-Blechpaket weist bei den freien Enden der Schenkel eine Kontur auf, die mit der Außenkontur des Rücken- oder Basisabschnittes vorzugsweise übereinstimmt. Durch die äußere Abrundung in diesem Bereich wegfallende Materialbereiche, die nicht abgetrennt werden und magne­ tisch ohnehin nicht oder nur wenig ausgenutzt werden wür­ den, bilden somit stirnseitige Vorsprünge der Außenschen­ kel des in der Stanzfolge nächstfolgenden E- oder U-Blechpakets. Sie sind hier in den aktiven Magnetkreis einbezogen. Damit wird das Ausgangsmaterial magnetisch gleichmäßig und somit wirtschaftlich ausgenutzt. Überla­ stung von Einzelbereichen, die zu Sättigung und Streuung führt, wird ebenso vermieden wie zu geringe Induktion in einzelnen Bereichen. Der Materialverbrauch wird so mini­ miert.

Die gekrümmte Berandung des Wickelfensters ermöglicht einen weitgehend ungestörten Verlauf der Magnetflusslinien im Eckbereich zwischen Basisabschnitt und Außenschenkel, was, wie sich gezeigt hat, eine Verminderung der Dicke des Basisabschnittes im Vergleich zu der Breite der Außen­ schenkel ermöglicht. Bei größeren Kernblechzahlen summiert sich dies zu ansehnlichen Materialeinsparungen.

Die Luftspalteinlage kann vorzugsweise aus einem wei­ chen, verformbaren Material, wie bspw. Aluminium, ausge­ bildet sein. Durch die Zweiteilung des I-Jochs in einzelne Jochpakete ist eine Einstellung des Luftspaltes ohne Ver­ formung des I-Jochs und ohne Ausbildung zusätzlicher Luft­ spalte möglich. Damit können auf einfache Weise unter­ schiedliche Induktivitätswerte eingestellt werden.

Ein spitzwinkliger, nasenförmiger Vorsprung an der Außenkante im Übergangsbereich zwischen Außenschenkel und Basisabschnitt wird durch Material gebildet, das im Stirn­ bereich des in der Stanzfolge nachfolgenden E-Kernbleches ohnehin magnetisch nicht belastet und somit ungenutzt wä­ re. Es bildet ein Befestigungsmittel, an dem eine Kühlhau­ be, eine Klammer oder eine anderweitige Armatur eingehängt oder eingerastet werden kann, die den Magnetkreis zusam­ menhält.

Bei einem erfindungsgemäßen zweistufigen Stanzverfah­ ren werden in einem Blechstreifen zunächst die Wickelfens­ ter ausgestanzt und in einem zweiten Stanzschritt werden von dem Blechstreifen Abschnitte in Querrichtung abge­ trennt, die dann jeweils die E-Kernbleche bilden. Das Stanzverfahren ermöglicht die besonders einfache Gestal­ tung der Stanzwerkzeuge.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Kernbleche mit E- oder U-Schnitt und Rückschlussbleche mit dazu pas­ sendem T-, L- oder I-Schnitt so ausgestanzt, dass die beim Ausstanzen der Wickelfenster anfallenden Blechzuschnitte als Joch- oder Rückschlussbleche verwendbar sind. Durch die Zweiteilung des Rückschlussbleches in einzelne Joch­ bleche entsteht ein wenigstens dreiteiliges Blechpaket, an dem infolge der stirnseitigen, kreisbogenförmigen Konturen der Außenschenkel und der Jochbleche unterschiedliche Luftspalte ohne Deformation von Kernblechen eingestellt werden können. Die Jochbleche liegen stirnseitig an den Schenkeln des E- oder U-Kernblechs an, wodurch der Magnet­ kreis relativ unempfindlich gegen Fertigungstoleranzen ist. Bspw. werden Abweichungen der Schenkellänge und der Jochblechlänge vom Sollwert toleriert, ohne dass sich die magnetischen Eigenschaften des Magnetkreises, Luftspalt­ weiten oder dergleichen wesentlich ändern würden. Dies ermöglicht eine simple und robuste Stanztechnik mit ein­ fachen Werkzeugen. Infolge der sich berührenden kreis­ bogenförmigen Konturen von Jochblech und Außenschenkel kann jedes Jochblech an dem Außenschenkel stirnseitig anliegend über einen größeren Winkelbereich verschwenkt werden. Dabei entsteht kein Luftspalt zwischen Jochblech und Außenschenkel.

Vorteilhafterweise kann der als Ausgangsmaterial die­ nende Blechstreifen ohne Entstehung von Stanzabfällen ver­ wendet werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die E-Kernbleche so aus dem Blechband ausgestanzt, dass deren Schenkel in Längsrichtung des Blechbandes und somit in Walzrichtung orientiert sind. Stimmt diese mit der magne­ tischen Vorzugsrichtung überein, erfolgt der Magnetfluss eines unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kernbleche aufgebauten Spulenelementes im Bereich der Schenkel des E-Kernbleches in magnetischer Vorzugsrichtung. Dies gilt auch für die Jochbleche, die in Längsrichtung aus dem Blechband ausgestanzt und vor den Stirnseiten des jewei­ ligen Außenschenkels und des Mittelschenkels in Querrich­ tung angeordnet werden. Somit wird nahezu der gesamte Mag­ netkreis in magnetischer Vorzugsrichtung betrieben.

Die Breite des zu verwendenden Blechbandes ist in der Regel mit dem Außenabstand der Außenschenkel übereinstim­ mend oder als ganzzahliges Vielfaches davon festgelegt. In allen Fällen wird die abfalllose Ausnutzung des Blechban­ des unter Verwendung besonders einfacher Stanzwerkzeuge möglich. Im erstgenannten Fall sind lediglich zwei Stempel zum Ausstanzen der Wickelfenster und ein Trennstempel zum Vereinzeln der ersten Kernbleche erforderlich. Der Trenns­ tempel trennt die einzelnen Kernbleche mit Schnittführung in Querrichtung des Blechbandes. Wenn das erste Kernblech sowohl an seiner von den freien Enden der Schenkel defi­ nierten Seite als auch an seiner davon abliegenden Rück­ seite ein und dieselbe Kontur aufweist, genügt ein Schnitt ohne Anfall von Abfallstücken.

Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen und Weiter­ bildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Spulenbauelement mit dreiteiligem Magnet­ kreis, der aus E-Kernblechen und zweigeteilten I-Kernblechen aufgebaut ist, in schematisierter und vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 den Magnetkreis des Spulenbauelementes nach Fig. 1 in montiertem Zustand, in schematisierter Dar­ stellung,

Fig. 3 den Magnetkreis nach Fig. 2 in schematisierter Explosionsdarstellung,

Fig. 4 einen Blechstreifen mit ausgestanzten, als Joch­ bleche dienenden Wickelfenstern, der zu E-Kernblechen zu vereinzeln ist, in einer sche­ matisierten Draufsicht,

Fig. 5 einen Magnetkreis in einer abgewandelten Aus­ führungsform und in montiertem Zustand, in sche­ matisierter Darstellung,

Fig. 6 die Kernbleche des Magnetkreises nach Fig. 5, in Draufsicht, in schematisierter Darstellung,

Fig. 7 ein als Streufeldgerät ausgebildetes Spulenbau­ element mit mehrteiligem Magnetkreis, in verein­ fachter Schnittdarstellung,

Fig. 8 einen alternativen Magnetkreis für ein Streu­ feldgerät, in schematisierter Darstellung, und

Fig. 9 ein Stanzschema zur Herstellung der Kernbleche für die Magnetkreise nach den Fig. 7 und 8, in Prinzipdarstellung.

Beschreibung

In Fig. 1 ist ein als Vorschaltdrossel 1 für Gasent­ ladungslampen dienendes, induktives Spulenbauelement mit symbolisch angedeuteten Magnetflüssen F schematisch im Querschnitt veranschaulicht. Die Vorschaltdrossel 1 weist einen als Mantelkern ausgebildeten Magnetkreis 2 auf, der einen E-Kern 3 und zwei Joche 4, 5 enthält. Der E-Kern 3 begrenzt zwischen seinem Mittelschenkel 7 und seinen Au­ ßenschenkeln 8, 9, die sich parallel zueinander von einem Rücken- oder Basisabschnitt 11 weg erstrecken, Wickelfens­ ter 12, 13, in denen auf einem Spulenkörper 14 eine den Mittelschenkel 7 umfassende Wicklung 16 aufgebracht ist. Bei vorteilhaften Ausführungsformen entfällt der Wickel­ körper und die isolierte Wicklung wird direkt auf den Mit­ telschenkel aufgeschoben und in den Wickelraum einge­ presst. Die Spulenköpfe werden mit geeigneten Kappen abge­ deckt.

Eine Kühlhaube 17 hält die Joche 4, 5 an dem E-Kern 3. Die Joche 4, 5 liegen dabei ohne nennenswerte Luftspal­ te an dem jeweiligen stirnseitigen Ende 21, 22 der Außen­ schenkel 8, 9 an, wohingegen sie mit dem Mittelschenkel 7 einen Luftspalt 23 definieren, der in der Regel ungefähr 0,6 mm dick ist. Dies wird durch eine zwischen den Jochen 4, 5 und dem Mittelschenkel 7 angeordnete Zwischenlage 24 aus einem geeigneten weichen Material, wie bspw. Aluminium oder Kunststoff, erreicht.

Die Kühlhaube 17 ist ein im Querschnitt im wesentli­ chen U-förmig ausgebildetes Blechprofil, das ausgehend von einem Rückenabschnitt 26 zwei im Abstand parallel zuein­ ander angeordnete Schenkel 27, 28 aufweist, die sich etwa im rechten Winkel zu dem Rückenabschnitt 26 von diesem weg erstrecken. An seinem jeweiligen freien Ende weist der Schenkel 27, 28 einen nach innen gebogenen Rand 31, 32 auf, der jeweils einen an dem E-Kern 3 vorgesehenen, na­ senförmigen Vorsprung 33, 34 hintergreift, wodurch die Joche 4, 5 gegen die Stirnseiten der Außenschenkel 8, 9 sowie gegen die Zwischenlage 24 gespannt werden. Der Kraftangriffspunkt ist bei jedem Joch 4, 5 etwa mittig festgelegt.

Der Magnetkreis der soweit beschriebenen Vorschalt­ drossel 1 geht im einzelnen aus Fig. 2 hervor, wobei die zu seinem Aufbau verwendeten E-Kernbleche 3 sowie Jochble­ che 4, 5 in Fig. 3 gesondert dargestellt und der Einfach­ heit wegen mit gleichen Bezugszeichen wie der E-Kern 3 und die Joche 4, 5 versehen sind. Das E-Kernblech 3 ist be­ züglich einer mittig längs zu dem Mittelschenkel verlau­ fenden Symmetrielinie 36 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Die nachfolgende Beschreibung des in Fig. 3 linksseitigen Abschnittes des Magnetkreises 2 und des E-Kernbleches 3 mit dem Außenschenkel 8 bezieht sich somit gleichermaßen auf den rechtsseitigen Abschnitt mit dem Außenschenkel 9 und umgekehrt. Der Außenschenkel 8 ist an seiner bei dem Ende 21 liegenden Stirnseite mit einer relativ kurzen Schrägkante 37 versehen, die in einem spitzen Winkel zu der Symmetrielinie 36 und einer zu der Symmetrielinie 36 parallelen Außenkante 38 des Außenschenkels 8 angeordnet ist. An die Schrägkante 37 schließt sich ein bis zu dem Wickelfenster 12 führender, konkaver Kreisbogen 39 mit einem Radius R an. Sein Krümmungsmittelpunkt M ist in ge­ rader Verlängerung der das Wickelfenster 12 begrenzenden Innenkante 40 des Außenschenkels 8 (9) in einem Abstand S von dem Außenschenkel 8 angeordnet, der mit der Breite W des Wickelfensters übereinstimmt. Alternativ kann der Krümmungsmittelpunkt in einem anderen Abstand auf oder neben der gedachten Verlängerung der Innenkante 40 ange­ ordnet sein.

Der Kreisbogen 39 und die Schrägkante 37 finden sich praktisch parallelverschoben an der Außenkante des Basis­ abschnittes 11 wieder und sind deshalb mit den gleichen Bezugszeichen, ergänzt durch ein Apostroph, gekennzeich­ net.

Das Jochblech 4 stimmt in seiner Außenkontur mit dem Wickelfenster 13 oder, wenn es gewendet wird, mit dem Wi­ ckelfenster 12 überein, wobei es allerdings etwas länger sein kann. Insbesondere stimmt die parallel zu der Symme­ trielinie 36 gemessene Breite H des Jochbleches 4 mit der Breite W des Wickelfensters 12 überein. Das Jochblech 4 ist an seinem in Gebrauch bei dem Außenschenkel 8 angeord­ neten Ende im Übergang von seiner dem E-Kernblech 3 zu­ gewandten Seite zu seiner außenliegenden Schmalseite mit einer kreisbogenförmig, konvex gekrümmten Kante 41 verse­ hen, wobei deren Krümmungsradius R mit dem Krümmungsradius R des stirnseitigen Randes des Außenschenkels 8 überein­ stimmt. Der Krümmungsmittelpunkt M' ist auf der in mon­ tiertem Zustand von dem E-Kernblech 3 abliegenden Randkan­ te 42 in einem Abstand A von seinem stirnseitigen Ende 43 angeordnet, der mit dem Abstand A der Innenkante 40 von dem Übergang zwischen dem Kreisbogen 39 und der Schrägkan­ te 37 übereinstimmt. In montiertem Zustand stimmen, wie Fig. 2 veranschaulicht, die Krümmungsmittelpunkte M und M' überein.

Die in Fig. 3 quer zu der Symmetrielinie zu messende Länge der Jochbleche 4, 5 ist so bemessen, dass in dem magnetisch neutralen Bereich 44 ein Toleranzspalt zwischen beiden Jochblechen 4, 5 vorhanden ist, die gemeinsam ein I-Kernblech 45 bilden.

Das zwischen dem Außenschenkel 8 und dem Mittelschen­ kel 7 ausgebildete Wickelfenster 12 weist im Bereich des Überganges der Innenkante 40 des Außenschenkels zu dem Basisabschnitt 11 einen bogenförmigen Randbereich 47 auf, der mit dem Radius R um den Krümmungsmittelpunkt M" ge­ krümmt ist. Dieser ist auf dem Außenrand des Mittelschen­ kels 7 angeordnet und um den Abstand A von dem Basisab­ schnitt 11 entfernt.

Der Basisabschnitt 11 weist in seinem dem Wickelfens­ ter 12 benachbarten Bereich eine parallel zu der Symme­ trielinie 36 zu messende Dicke D auf, die geringfügig kleiner als die rechtwinklig zu der Symmetrielinie 36 zu messende Breite C des Außenschenkels 8 ist. Dies wird durch den knickfreien Übergang des Basisabschnittes 11 zu dem Seitenschenkel 8 ermöglicht, infolgedessen hier eine etwas höhere magnetische Belastung ohne entsprechende Er­ höhung der Streuung möglich ist.

Bei der Herstellung von E-Kernblechen 3 und Jochble­ chen 4, 5 wird von einem in Fig. 4 dargestellten Blech­ streifen 50 ausgegangen, der in Längsrichtung (Pfeil 51) durch eine zwei Stempel aufweisende Stanzeinrichtung ge­ führt wird. Die Stempel weisen eine mit den Wickelfenstern 12, 13 übereinstimmende Außenkontur auf. In jedem Stanz­ schritt wird ein Paar Wickelfenster 12, 13 aus dem Blech­ streifen 50 ausgestanzt, wonach der Blechstreifen 50 um die Länge L eines E-Kernbleches 3 weitertransportiert wird. Die beim Ausstanzen der Wickelfenster 12, 13 anfal­ lenden Blechzuschnitte werden gesammelt und als Jochbleche 4, 5 verwendet.

In einem zweiten Arbeitsschritt wird der Blechstrei­ fen 50 entlang der in Fig. 4 gestrichelt dargestellten Trennlinien 52, vorzugsweise im Gleichtakt zum Stanzen der Wickelfenster 12, 13 zu E-Kernblechen 3 vereinzelt. Hier­ bei genügt eine relativ grobe Justage, bei der lediglich sichergestellt sein muß, dass der Schnitt in der Nähe ih­ res in Fig. 4 oberen Randes durch die Wickelfenster 12, 13 führt. Wie ersichtlich, werden die E-Kernbleche 3 und die Jochbleche 4, 5 aus dem Blechstreifen 50 völlig abfallfrei ausgestanzt. (Die Arbeit in Gegenrichtung (Pfeil 51') ist möglich, wobei erst Abschnitte abgetrennt werden, aus de­ nen die Wickelfenster 12, 13 ausgestanzt werden.)

Nachfolgend werden die E-Kernbleche 3 mit jeweils gleicher Orientierung, d. h. deckungsgleich miteinander zu einem Blechpaket verbunden. Gleiches gilt für die Jochble­ che 4, 5. Nach Aufschieben des mit der Wicklung 16 verse­ henen Spulenkörpers 14 auf den Mittelschenkel 7 wird die Zwischenlage 24 zur Einstellung des Luftspaltes stirnsei­ tig auf den Mittelschenkel aufgesetzt, wonach die Joche 4, 5 aufgelegt werden. Mit Aufspannen der Kühlhaube 17 oder einer vergleichbaren Klammer unter Verrastung der Ränder 31, 32 an den Vorsprüngen 33, 34 ist die Montage beendet.

Es ergibt sich ein Magnetkreis 2, der sowohl bei seinen Außenschenkeln 8, 9 als auch bei dem Mittelschenkel 7 als auch bei den Jochen 4, 5 im wesentlichen in Walzrichtung durchflutet wird, was in der Regel einer magnetischen Vor­ zugsrichtung entspricht. Störungen des Feldverlaufes wer­ den vermieden und es wird eine im wesentlichen gleichmäßi­ ge Durchflutung über den gesamten Magnetkreis erreicht. Dank der so erreichten, gleichmäßigen magnetischen Bean­ spruchung des Magnetkreises ergibt sich die Vermeidung von Überlast sowie nicht ausgelasteter Bereiche, was eine Ma­ terialoptimierung ermöglicht. Der Luftspalt ist auf ein gewünschtes insbesondere verringertes Maß einstellbar, ohne dass das I-Kernblech 45 deformiert werden müßte. Pa­ rasitäre Luftspalte entstehen nicht, wodurch die Vor­ schaltdrosseln 1 mit geringem Aufwand magnetisch eng tole­ riert gefertigt werden können. Dies stellt den sicheren Betrieb entsprechend nachgeschalteter Gasentladungslampen, wie bspw. Leuchtstofflampen, sicher.

In den Fig. 5 und 6 sind abgewandelte Ausführungs­ formen des Magnetkreises 2 veranschaulicht. Abweichend von dem vorstehenden Magnetkreis 2 sind die Jochbleche 4, 5 an ihren aufeinander zu weisenden Stirnkanten 54, 55 mit ei­ nem Radius R1 abschnittsweise kreisbogenförmig gekrümmt, wobei der Krümmungsmittelpunkt M' mit dem Krümmungsmittel­ punkt des kreisbogenförmigen Überganges der dem E-Kern­ blech 3 zugewandten geraden Kante zu dem Ende 43 überein­ stimmt. In der Herstellung wird dies erreicht, indem die Wickelfenster 12, 13 mit einer entsprechend konturierten Kante K versehen werden, die beim Vereinzeln der E-Kern­ bleche 3 abgetrennt wird und sich dann an der Außenseite des Basisabschnittes 11 wiederfindet.

Der Vorteil dieser Ausführungsformen liegt in der guten Verschwenkbarkeit der Joche 4, 5 und somit in der Möglichkeit, unterschiedliche Luftspalte mit geringen To­ leranzen einzustellen, ohne dass Deformationen an dem Mag­ netkreis 2 auftreten. Außerdem liegen die Joche 4, 5 an­ einander an, was verhindert, dass sie unter Ausbildung parasitärer Luftspalte zu den Außenschenkeln 8, 9 aufein­ ander zu verrutschen.

Eine weitere Ausführungsform eines hier als Streu­ feldgerät ausgebildeten Spulenbauelementes 1 ist aus Fig. 7 ersichtlich. Soweit Teile dieser Ausführungsform mit Teilen oder Elementen der vorstehend beschriebenen Aus­ führungsformen übereinstimmen, werden ohne weitere Erläu­ terung die gleichen Bezugszeichen wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen verwendet, gegebenenfalls ergänzt durch Buchstabenindizes zur Unterscheidung, wobei deren Be­ schreibung entsprechend gilt.

Im Unterschied zu anhand der Fig. 1 bis 6 veranschau­ lichten Ausführungsformen ist der Magnetkreis 2a gemäß Fig. 7 fünfteilig ausgebildet, wobei die außenliegenden Kernbleche ein U-Kernblech 3a sowie die Jochbleche 4, 5 sind. Das U-Kernblech 3a entspricht in seiner Form im we­ sentlichen einem E-Kernblech 3 ohne Mittelschenkel, wobei im Übergang zwischen den Außenschenkeln 8, 9 und dem Ba­ sisabschnitt 11 anstelle einer Verrundung eine Ecke ausge­ bildet ist. Zu dem Magnetkreis 2a gehören außerdem zwei T- Kernbleche 7a, 7b, die in dem von dem U-Kernblech 3a und den Jochblechen 4, 5 umschlossenen Fenster angeordnet sind. Während das T-Kernblech 7a zwischen seinem in Rich­ tung der Symmetrielinie 36 orientierten Querbalken und seinem sich rechtwinklig dazu erstreckenden Schenkel einen verrundeten Übergang oder Randbereich 47 aufweist, ist dieser Bereich bei dem T-Kernblech 7b als rechtwinklige Ecke ausgebildet. Zwischen den T-Kernblechen 7a, 7b und den Außenschenkeln 8, 9 sind die Wickelfenster 12a, 12b, 13a, 13b definiert, in denen die jeweils auf einem Spulen­ körper 14 gehaltene Wicklung 16 untergebracht ist. Die T- Kernbleche 7a, 7b bilden mit ihren aneinanderliegenden oder in geringem Abstand parallel zueinander angeordneten, querbalkenartigen Abschnitten eine Art Mittelschenkel für das U-Kernblech 3a. Mittels Zwischenlagen 24, 24' können Luftspalte zu den Jochblechen 4, 5 sowie zu dem Basisab­ schnitt 11 des U-Kernbleches 3a eingestellt werden. Die Dicke der Zwischenlagen 24, 24' kann variiert werden, wo­ bei der Magnetkreis 2a durch entsprechende Verschwenkung der Jochbleche 4, 5 nahezu beliebig daran anpassbar ist, ohne dass parasitäre Luftspalte oder eine Deformation von Teilen des Magnetkreises 2a auftritt. Gleiches gilt hin­ sichtlich der Abmessungen der T-Kernbleche 7a, 7b, bezüg­ lich derer der Magnetkreis 2a fehlertolerant ist.

Um einen guten Andruck des Joches 45 an die Außen­ schenkel 8, 9 und den Mittelschenkel 7 (hier gebildet durch die T-Kernbleche 7a und 7b) zu ermöglichen, kann die Kühlhaube 17 an ihrem Rückenabschnitt 26 mit Vorsprüngen 60a, 60b versehen sein.

In Fig. 8 ist das Stanzschema des Magnetkreises 2a veranschaulicht. Die T-Kernbleche 7a, 7b sind in dem von dem U-Kernblech 3a und den Jochblechen 4, 5 umschlossenen Fenster so angeordnet, dass sie mit ihrem querbalkenarti­ gen Abschnitt jeweils an dem Innenrand 40 der Außenschen­ kel 8, 9 anliegen. Die T-Kernbleche 7a, 7b stoßen mit ih­ ren Mittelabschnitten 61a, 61b aneinander. Die Mittelab­ schnitte 61a, 61b erstrecken sich rechtwinklig zu den querbalkenartigen Abschnitten der T-Kernbleche 7a, 7b. Entsprechende Wickelfenster 12, 13 sind hier zwischen den Mittelabschnitten 61a, 61b und den Jochblechen 4, 5 sowie den Mittelabschnitten 61a, 61b und dem Basisabschnitt 11 definiert.

Zur Herstellung der U-Kernbleche 3a, der Jochbleche 4, 5 sowie der T-Kernbleche 7a, 7b wird, wie in Fig. 9 dargestellt, von einem Blechstreifen 50 ausgegangen, der abfallfrei verarbeitet wird. In einem in Fig. 9 bei I ver­ anschaulichten ersten Stanzschritt werden zunächst ein Paar Ausnehmungen 62, 63 in fortlaufender Folge in den Blechstreifen 50 gestanzt, deren Umriss den so erhaltenen Jochblechen 4, 5 entspricht. Im folgenden können die Aus­ nehmungen 62, 63, wie bei P angedeutet, der Positionierung des Blechstreifens dienen, indem bspw. entsprechend ge­ formte Stifte in die Ausnehmungen 62, 63 fassen.

In einem zweiten Stanzschritt, der in Fig. 9 bei II veranschaulicht ist, wird mit einem entsprechend geformten Stempel oder Werkzeug aus dem Blechstreifen 50 der T-Kernblechabschnitt 7a ausgestanzt. Das verbleibende T-Kernblech 7b wird in einem dritten Stanzschritt III so aus dem Blechstreifen 5 ausgestanzt, dass sich eine recht­ eckige Öffnung 64 ergibt. Die diese Öffnung 64 umgebenden Abschnitte des Blechstreifens 50 bilden später den Basis­ abschnitt 11 sowie die Außenschenkel 8, 9 eines U-Kernble­ ches. Um dieses zu erhalten, wird in einem vierten und letzten Stanzschritt IV der Blechstreifen 50 quer ge­ trennt, wobei an den Außenschenkeln 8, 9 an der gewünsch­ ten Stelle die erforderlichen Kreisbögen 39 und Schrägkan­ ten 37 ausgebildet werden. Die Stanzfolge kann umgekehrt werden.

Wird die Entstehung von Abfällen in Kauf genommen, kann das T-Kernblech 7a in einem Nachbearbeitungsschritt im Übergangsbereich zwischen seinem Querbalkenabschnitt und seinem Mittelabschnitt 61a so ausgestanzt werden, dass eine rechtwinklige Ecke entsteht.

Anstelle der konkaven Stirnseiten 39 der Außenschen­ kel 8, 9 können diese auch konvex bogenförmig gekrümmt sein. Die Joche 4, 5 sind an ihren Kanten 41 dann entspre­ chend konkav.

Zum Aufbau einer Vorschaltdrossel 1 oder anderer in­ duktiver Spulenbauelemente dient ein Magnetkreis 2, der aus E-Kernblechen 3 und I-Kernblechen 45 oder alternativ U-Kernblechen 3a sowie E- und I-Kernblechen 7a, 7a, 45 aufgebaut ist. Die I-Kernbleche 45 sind zweigeteilt und durch Jochbleche 4, 5 gebildet. Mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Randbereich liegen die Jochbleche 4, 5 an über­ einstimmend gekrümmten, stirnseitigen Randbereichen 39 der Außenschenkel 8, 9 des E-Kernbleches 3 an. Infolge dessen sind die Joche 4, 5 von dem Mittelschenkel 7 weg und auf diesen zu schwenkbar. Eine geeignete Zwischenlage 24 de­ finiert den Abstand der Joche 4, 5 von dem Mittelschenkel 7, wenn der Magnetkreis 2 mittels einer geeigneten Befes­ tigungseinrichtung 17 fixiert ist.

Claims (17)

1. Spulenbauelement, insbesondere Drossel oder Trans­ formator für Vorschaltgeräte (1) von Gasentladungslampen,
mit einem ersten Blechpaket, das aus miteinander übereinstimmenden, wenigstens zweischenkligen Kernblechen (3) übereinstimmenden Zuschnitts deckungsgleich zusammen­ gesetzt ist, wobei jedes Kernblech (3) jeweils wenigstens einen sich endseitig an den Basisabschnitt (11) anschlie­ ßenden Außenschenkel (8) aufweist, der an ein Wickelfen­ ster (12) grenzt,
mit wenigstens einem zweiten Blechpaket, das aus mit­ einander übereinstimmenden Jochblechen (4) übereinstimmen­ den Zuschnitts deckungsgleich zusammengesetzt ist und das bei einer Berührungsfläche (39, 41) magnetisch mit einem der Außenschenkel (8, 9) in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Berührungsfläche (39, 41), bei der das zwei­ te Blechpaket (4) den Außenschenkel (8) des ersten Blech­ paketes (3) berührt, im wesentlichen zylindrisch gewölbt ist, so dass das die Blechpakete in unterschiedliche in Bezug aufeinander Winkelstellungen ausrichtbar sind.

2. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass es ein drittes Blechpaket aufweist, das aus miteinander übereinstimmenden Jochblechen (5) gleicher Orientierung und übereinstimmenden Zuschnitts zusammenge­ setzt ist und magnetisch mit einem anderen Außenschenkel (9) des ersten Blechpaketes verbunden ist, wobei die Berührungsfläche (39, 41), bei der das dritte Blechpaket (4) den weiteren Außenschenkel (9) des ersten Blechpaketes (3) berührt, im wesentlichen zylindrisch gewölbt ist.

3. Spulenbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das zweite Blechpaket und das dritte Blech­ paket im Umriss jeweils mit dem Umriss des Wickelfensters (12, 13) übereinstimmen.

4. Spulenbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das erste Blechpaket ein E-Kern mit einem Mittelschenkel (7) ist, dass das zweite Blechpaket den Außenschenkel (8) mit dem Mittelschenkel (7) verbindet und dass das dritte Blechpaket den Außenschenkel (9) weiteren mit dem Mittelschenkel verbindet.

5. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das zweite Blechpaket auf das erste Blech­ paket derart aufgesetzt ist, dass das zweite Blechpaket bei einer Belastung in Richtung des Außenschenkels (8) unter Vermeidung eines parasitären Luftspaltes bei der Berührungsfläche (39, 41) an das erste Blechpaket ange­ drückt wird.

6. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Blechpakete mittels einer Halteeinrich­ tung in Bezug aufeinander ortsfest aneinander gehalten sind.

7. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Joch (4) an seinen beiden einander gegenüberliegenden Enden jeweils einen kreisbogenförmig konvex gekrümmten Rand (54, 41) aufweist, wobei die beiden gekrümmten Ränder (54, 41) einen gemeinsamen Krümmungsmit­ telpunkt (M') definieren.

8. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der in montiertem Zustand an dem Außen­ schenkel (8) stirnseitig anliegende Rand (41) des Jochs (45) um einen Mittelpunkt (M) gekrümmt ist, der auf einem Schnittpunkt des von dem Kern (3) abliegenden Rand (39) des Jochs (45) und einer Fluchtlinie angeordnet ist, die die gerade Verlängerung eines Innenrandes (40) des Außen­ schenkels (8) ist.

9. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass jeder Außenschenkel (8, 9) des wenigstens zweischenkligen Kerns (3) an seinem von dem freien Ende abliegenden Außenrand einen spitzwinklig berandeten Vor­ sprung (33, 34) aufweist.

10. Spulenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Basisabschnitt (11) an seiner schmal­ sten Stelle eine geringere Breite (D) aufweist als die Außenschenkel (8, 9).

11. Verfahren zur Herstellung von Kernblechen und Blechpaketen für ein Spulenbauelement nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, insbesondere für Drosseln oder Transformatoren von Vorschaltgeräten (1) für Gasentla­ dungslampen,
bei dem nach vorgegebenem Zuschnitt aus einem Blech­ band (50) E- oder U-Kernbleche (3) mit einem Basis­ abschnitt (11) und mit zwei zueinander im wesentlichen parallelen Außenschenkeln (8, 9) sowie gegebenenfalls ei­ nem Mittelschenkel (7), die zwischeneinander paarweise Wickelfenster (12, 13) definieren, sowie Rückschlusskern­ bleche (45) ausgestanzt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass in ein Blechband (50) fortlaufend Öffnungen ein­ gestanzt werden, deren Form den Rückschlussblechen (45) entspricht, und
dass von dem mit Öffnungen versehenen Blechband (50) in einem späteren Arbeitsschritt Abschnitte abgetrennt werden, die die E- oder U-Kernbleche (3) bilden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die beim Ausstanzen der Wickelfenster (12, 13) erhaltenen Blechabschnitte als Jochbleche (4, 5) verwendet werden, und dass jedes Rückschlussblech (45) aus zwei Jochblechen (4, 5) zusammengesetzt wird, die einander stirnseitig gegenüberliegen.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die E- oder U-Kernbleche (3) so aus dem Blech­ band (50) ausgestanzt werden, dass die Schenkel (7, 8, 9) des E- oder U-Kernbleches (3) in Längsrichtung des Blechbandes (50) liegen.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die Breite des Blechbandes (50) mit dem Außen­ abstand der Außenschenkel (8, 9) voneinander oder mit ei­ nem ganzzahligen Vielfachen davon übereinstimmt.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die bei der Herstellung der Kernbleche (3, 4, 5) in einem ersten Schritt in das Blechband (50) gestanzten Öffnungen Wickelfenster (12, 13) sind, die an den in einem späteren Arbeitschritt vereinzelten E- oder U-Kernblechen auszubilden sind.

16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass der Basisabschnitt (11) hinsichtlich seiner Au­ ßenkontur in dem Vereinzelungsschritt übereinstimmend mit einer Kontur festgelegt wird, die von den Stirnseiten der Außenschenkel (8, 9) und gegebenenfalls des Mittelschen­ kels (7) definiert ist.

17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, dass die E- oder U-Kernbleche (3) und die Jochbleche (4, 5) nach Zuschnitt jeweils zu einzelnen Paketen zu­ sammengefasst werden, die nachfolgend zu einem vollständi­ gen Magnetkreis (2) zusammengesetzt und mittels einer Ar­ matur (17) aneinander fixiert werden, wobei ein gewünsch­ ter Luftspalt ausschließlich durch Zwischenlegen eines Materials (24) geringer Permeabilität zwischen die Joch­ bleche (4, 5) und einen Mittelschenkel (7, 7a, 7b) einge­ stellt wird, die anderenends ohne nennenswerten Luftspalt verschwenkbar an den Außenschenkeln (8, 9) anliegen.