DE1972570U - Drosselspule. - Google Patents

Description

Ill II Il

BROWN, BOVERl & C!E AG
MANNHEIM

Mannheim, den 11. 8.

i:p.-Nr. 611/67

Drosselspule

Die Erfindung "betrifft eine Drosselspule mit einem lamelliert en Stabkern» suf dein eine oder mehrere Spulen angebracht "sind, und mit einem lamellierten Mantelkern, der auf der entgegengesetzten Seite der suf dem Stabkern angebrachten Spulenwicklung angeordnet ist, insbesondere für Mederspannungs-Leuchtstofflampen zugeordnete Vorschaltgeräte.

Bei Drosselspulen für Vorsehaltgerate von Leuchtstofflampen sind der materialmäßige Aufwand und die Herstellungskosten von entscheidender Bedeutung. Ss sind aus diesem Grunde zahlreiche Drosselkonstruktionen bekannt geworden, die auf verschiedenste Teise arbeiten.

So ist eine Ausführung verwendet worden, bei der der Stabkern aus geschichteten Blechstreifen besteht und der magnetische Rückschluß aus zwei U-förisigen Blechpaketen gebildet wird (Gbm 1 775 297)» Hierbei sind insgesamt sechs luftspalten •vorhanden, davon zwei an den Stirnflächen des Stabkernes und je zwei an den Kantelkernenden, Eine andere Ausführung (Gbm 1 797 853) benutzt einen durch Zusammenpressen von ovalen Bandwicklungen in Form eines Stabes aufgebauten Wickelkern. Zwei gleichgroße stabförmige und rechtwinklig umgebogene wickelkern© bilden daher "die nls magnetischen Rückschluß dienende Umhüllung, bei der die kürzeren Schenkel unter Zwischenschaltung eines· Isolierplattchens an den Stabkern anliegen uni " die längeren Schenkel als die Lantelkernflachen der Drosselspule dienen. Üs sind auch bereits stabförmige Drosselspulen bekannt, bei denen die auf einen Stabkern sitzende Wicklung von mindestens awei den magnetischen .Rückschluß bildenden £lechpaketen des lliant elk ernes umgeben ist (DBP 972 815).

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Die Blechpakete bestehen dabei aus mehreren Dynamoblechen, meist Abfallblechen aus einer anderweitigen Fertigung, die vor dem Abbiegen mittels Nieten, aber durch Umklammern der eigens dafür geformten inneren Kernbleche des Mantelkernes miteinander verbunden sind β Die Fixierung der rechtwinklig abgebogenen Blechpakete erfolgt durch Abwicklung der inneren Blechenden der längeren Schenkel der Blechpakete des llantelkernes. Die vorgenannte Drosselspulen erfüllen zwar weitgehend die für die Vorschaltgeräte gestellten Anforderungen hinsichtlich Betriebssicherheit und Raumbeanspruchung» Nachteilig ist jedoch der schlechte Wirkungsgrad, der wegen der hohen Eigenverluste die Wirtschaftlichkeit herabsetzt,, Der rechtwinklig in die Mantelkernflächen eintretende Magnetfluß weist an allen Eintrittsstellen störende V/irbelströme auf_e

Bei dem größten Teil der heute produzierten Vorschaltgeräte liegt die magnetische Achse in der Längsachse der Drosselspulen, weil dieser Aufbau· fertigungstechnische Vorteile, insbesondere beim Wickeln der Spulen bietet. Während die Form des Innenkernes weitgehend gleichartig ist, sind für die Mantelkerne die verschiedensten Formen entwickelt worden. Formen, die fertigungstechnisch und aufwandmäßig einfach und billig herzustellen sind, haben jedoch den Nachteil, daß sie ebenfalls hohe Wirbelstromverluste aufweisen, weil der magnetische Fluß immer wieder senkrecht auf die Fläche von ein oder mehreren Blechpaketen trifft.

Um diesen Nachteil zu umgehen, sind Drosselspulen bekannt, bei denen die Blechpakete entweder längs geteilt oder längs geschlitzt ausgefi'hrt werden (Gbm 1 786 872), Ferner ist bekannt, die Stirnflächen des tlantelkernes mit nicht bis zum Rand durchgehende an ihren ^nden I- oder Ί-förmig gebildete Schlitze auslaufen zu lassen oder zwischen diesen noch kleine Schlitze in Kreuz-öder 2eohteokform anzubringen (Gbm 1 869 750). Durch die •Schitze der Kantelkernbleche werden die Wirbelstromverluste zwar verringert, sie sind jedoch für die Geräuschbildung sehr nachteilig. 3s entstehen schmale schwingungfähige Zungen bzw. falls die Schlitzung nicht bis aum Rand durchgeht, schwingungsfähige Bereiche in den Schenkeln der Mantelkerne, die durchjäen

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Magnetzufluß im Takte der Netzfrequenz angeregt in Schwingung geraten und Brummgeräusch^ verursachen. Die durch die Schlitzung sich ergebende Verminderung der Wirbelstromverluste wird durch die stärkere Brummneigung wieder hergestellt, deren Beseitigung jedoch einen weit größeren Fertigungsaufwand nötig macht«

Die Erfindung macht es sich demgemäß zur Aufgabe, die vorbeschrieb enen Nacht eile zu vermeiden und die bekannten Konstruk-r tionen von Drosselspulen, insbesondere für Vorschaltgeräte, hinsichtlich der Ausgestaltung und Anordnung so abzuwandeln, daß sowohl eine einfache als auch bei der Verwendung von Bandmaterial für die Kernbleche bei gleicher Nennleistung einfache Ausführung mit relativ einfachen Mitteln durchgeführt und eine weitgehend automatische Fertigung bei der allgemeinen bekannten sicheren Betriebsweise gewährleistet wird«

Nach der Erfindung ist die Drosselspule mit lammeliiertem Stabkern und mit lammelliertem Mantelkern dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stirnflächen des Stabkernes unter Bildung eines Luftspaltes anliegenden abgewinkelten Mantelkernblechschenkel einen rechtwinkligen Stoß aufweisen und daß die beiden Stöße sich in einem Abstand gegenüberstehen; der etwa der doppelten Teilkernschichthöhe des Mantelkernes entspricht.

Der Mantelkern ist wiederum aus den typischen L-förmigen Teilkernen hergestellt. Der abgewinkelte Teil überdeckt aber nur noch etwa 60 bis 70 fo der Spulenstirnfläche. Der Abstand zwischen den beiden rechtwinkeligen Stoßen der Teilkerne beträgt aus diesem Grunde mindestens die bereits vorerwähnte -doppelte Teilkernschichthöhe des Mantelkernes. Der Aufbau des Mantelkernes entspricht weitgehend dem magnetischen Flußverlauf, so daß keine Zonen erhöhter Sättigung entstehen, die ein störendes Streufeld hervorrufen. Durch diese Art des Kernaufbaues wird erreicht, daß der größte Teil des Flusses beim Übertritt vom Stabkern in den Mantelkern nicht mehr senkrecht in die Flächen des Blechpaketes, sondern senkrecht in die. Schmalseiten eintritt» Es ergeben sich durch das Fehlen eines die ganze Spulen-und Stabkernseite überdeckenden Joches auch keine Wiirbelstrombahnen, die den ge~

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samten Fluß umfassen und besonders hohe Wirbelstromverluste bewirken würden. Bei diesem Kernaufbau kann daher auch mit dein Vorteil auf die sonst notwendige Schlitzung der Kernbleche in den Jochpartien zur Unterdrückung der Wirbelströme verzichtet werden.

Zur Herstellung der Mantelkerne sind nur noch einfache Werkzeuge notwendig. Die Verarbeitung der Kernbleche läßt sich weitgehend mechanisieren, da alle Kantelkernbleche gleichartig sind. Da die Abwicklungen der Mantelteilkerne dehr kurz und,damit mechanisch steif sind, besteht keine Gefahr, daß diese Flächen, falls sie durch magnetische Kräfte angeregt werden, schwingen und zu einer wesentlichen Geräuschabstrahlung beitragen.

Die Drosselspule wird aus einem Stabkern,der über den Stabkern gesteckten Spule und aus einem Mantelkern zusammengesetzt. Der Mantelkern besteht aus L-förmigen, sich paarweise überdeckenden Teilkernen. Der magnetische Flußübergang beim .Eintritt von einem sum anderen Teilkern geschieht senkrecht zur Blechebene. Da es sich jedoch um relativ große Flächen handelt, treten nur kleine· Induktionen und damit auch kleine Wirbelstromverluste auf. Die gesamten Eisenverluate erfahren bei dieser lösung gegenüber den bekannten Ausführungen bereits eine beträchtliche Verbesserung.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die Eisenver-"luste dadurch noch weiter herabgesetzt, daß der Mantelkern aus vier L-förmigen Teilkernen besteht, die paarweise um 90° verdreht die Spule in Bezug auf ihre Symmetrieachse umfassen. Bei dieser Lösung verläuft der magnetische' Fluß beim Übergang von einem zum anderen Teilkern nicht senkrecht zur Blechebene, sondern er tritt an den Schmalseiten der.einen Teilkerne aus und tritt in die Schmalseiten der zu ihnen senkrecht stehenden Teilkerne wieder ein. Von Fläche zu Fläche findet kein Flußübergang mehr statt» Die Wirbelstromverluste werden duröh diese Anordnung und durch den senkrechten Flußübergang aus der Stirnseite des Stabkernes in den Stoß der Mantelkerne auf das geringst mögliche Maß gebracht*

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Derartig ausgeführte Drosselspulen für Vorsehaltgerate sind besonders für den Einbau in Leuchtstofflampen notwendig. Sie stellen-vor allem für den Dauerbetrieb ein unbedingt betriebssicheres und allen technischen Anforderungen gerecht werdendes Bauteil dar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 7 dargestellt.

Es zeigern

Pigo-1 Rück- und Seitenansicht der bisherigen Ausführungen

einer Drosselspule mit großem Streufeld, Fig. 2 Flußübertritt aus der .Stirnfläche des Stabkernes in die

FIrehe des abgewinkelten Mantelteilkernbleches, Fig. 3 das erfindungsgemäße lamellierte Mantelkernblech, Fig*- 4 Rück- und Seitenansicht einer Drosselspule mit den

Mantelkernblechen,
Fig. 5 Flußübertritt aus der Stirnseite des Stabkernes in die

Breitseite des Mantelkernstoßes, Fig« 6 Rück-, Seiten- und Vorderansicht einer Drosselspule

mit um 90 verdrehten-Teilkernen, Fig. 7 Drosselspule nach Fig. 6 in schaubildlicher Darstellung.

Zur besseren Erläuterung ist in der Fig. 1 die bisherige Ausführung gezeigt. Die größere Wirbelstromverluste im Mantelkern beim Übergang des magnetischen Flusses aus dem Stabkern in den Teilkern bzw* von Teilkern zu Teilkern ergeben sich .ebenso wie die unsymmetrische Fluß verteilung' besonders aus dieser Darstellung. In der Figur 2 ist noch der Übergang des magnetiachenu Flusses aus der Stirnseite des Stabkernes in die Fläche des Teilkernes eines Mantelkernes dargestellt.¹

Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen L-fb"rmig*en Te.ilkern 1«, Er besteht aus ,einer Anzahl Kernblechen 2, die in 3 gepunktet sind. Nach der Verformung der Kernbleche bzw, des Teilkernes 1 in¹ einen L-3tab ergibt sich auf der kurzen abgewinkelten Seite ein rechtwinkliger 3toß 4» während sich das entgegengesetzte Ende 5 des Teilkernes 1 treppenfb'rmig ausbildet«

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Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, sind für die Drosselspule vier dieser L-förmigen Teilkerne 1 erforderlich, die paarweise sich überdeckend über einer Spule 6 aufgesetzt werden. Dabei stoßen die kurzen Kernblechschenkel 7 an die mit einer Einstellplatte 8 versehene Stirnfläche 9 des Stabkernes 10. Der Luftspalt bzw. der Abstand 11 des rechtwinkligen Stoßes 4 beträgt mindestens die doppelte Dicke der Teilkernschichthö'he 12 des Mantelkernes. Sie überdecken nur noch höchstens 60 bis 70 % der Spulenstirnfläche. Bei den übereinander geschichteten Schenkelflächen der Teilkerne 1 tritt der magnetische I¹IuB von einem Teilkern senkrecht in den anderen Teilkern ein und hat infolge seiner großen Ein- und •"•ustrittsfläche nur einen geringeren Wirbelstromverluste Der Verlauf des magnetischen Flusses in dem Stabkern 10 und in den Teilkernen 1 ist dagegen_swie die Fig„ 5 zeigt, allgemein in Richtung der Kernbleche. Der Fluß tritt demzufolge aus der Stirnfläche 9 senkrecht aus und wird, da der Fluß für den Wiedereintritt nur die Stoßflächen 4 vorfindet,senkrecht in die Schmalseiten des Teilkernes eintreten. Es wird also keine Zone überhöhter Sättigung entstehen, die ein störendes Streufeld hervorruft.

In den Fig. β und 7 ist ein anderer Aufbau der Drosselspule demonstriert. Darin umfassen die vier Teilkerne paarweise um 90° verdreht die Spule. Der Übertritt des magnetischen Flusses aus der Stirnfläche des Stabkernes ist wie vorbeschrieben. Der "Übertritt des Flusses von einen in den anderen Teilkern verläuft dagegen nicht senkrecht zu den Blechebenen, sondern der Fluß 12 tritt, wie das Schaubild I⁽¹ig« 7, besonders gut zeigt, aus den Schmalseiten des einen Teilkernes senkrecht aus und tritt senkrecht in die Schmalseiten der anderen Teilkerne wieder ein, so daß der Flußübergang praktisch fast verlustlos erfolgt, wodurch die Wirbelstromverluste noch weiter vermindert werden.

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Claims (3)

- 7 - 611/67 Schutzansprüche:

1. Drosselspule mit einem lamelliert en Stabkern, au.f dem eine oder mehrere Spulen angebracht sind, und mit einem lamellierten Llantelkern, der auf der entgegengesetzten Seite der "auf dem Stabkern angebrachten Spulenwicklung angeordnet ist, insbesondere für R"iederspannungs-Leuchtstofflampen zugeordnete Vorsehaltgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Stirnflächen (9) des Stabkernes (Io) unter Bildung eines luftspsltes (l¹ ) anliegenden abgewinkelten !,iantelblechschenkel (7) einen rechtwinkligen Stoß (4) aufweisen und daß die beiden Gtcße (4) sich in einem Abstand gegenüber stehen, der etwa der doppelten Teilkernschichthohe (12) des Kantelkernes entspricht.

2. Drosselspule noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelkern aus L-förrnigen, sich paarweise überdeckenden Teilkernen(l) besteht.

3. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kantelkern aus vier I-förmigen Teilkernen (1) besteht, die poorveise um 90° verdreht die Spule (β) in Bezug auf ihre Symmetrieachse umfassen.