DE2009644A1 - Eisenkern - Google Patents

Description

Bei induktiven elektrischen Apparaten, wie z.B. Drosselspulen, hat man,, um gewünschte Werte für die Induktivität des Apparates zu erhalten, den Kern mit einem oder mehreren luftspalten 3üt versehen, indem man zumindestens einen Teil des magnetischen Kreises in mehrere Kernteile aufgeteilt und diese zu einem vertikalen Kernschenkel mit Distanzplatten aus unmagnetischem Material zwischen den Kernteilen aufeinander gestapelt hat. Alle Bleche jedes Kernteiles sind parallel, wodurch zumindest ein Teil der Streuflüsse auf eine ebene Kernblechflache trifft und dort große Wirbelstromverluste erzeugt.

"Um solche Verluste zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, die Bleche im v/esentlichen radial anzuordnen, so daß die Streuflüsse entlang einer Schneidkante in die Bleche eindringen können. Gemäß einem anderen Vorschlag wird ein runder Kernschenkel in Sektoren eingeteilt, die mit Blechen unterschiedlicher Breite ausgefüllt werden. Sämtliche Bleche gehen von

aus

dem Umfang des Schenkels/einwärts und erstrecken sich verschieden weit nach innen. Der Hachteil hierbei ist, daß das Zusammenschichten efyBß^ solchen Kerns zeitraubend und kost-

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ORIGINAL INSPECTED

spielig ist, da man Bleche verschiedener Breite verwenden muß, um einen einigermaßen guten FUlIfaktor zu erhalten. Sin solcher Kern muß von Hand gelegt werden, was die Herstellungskosten erheblich erhöht.

Um einen guten Füllfaktor bei der Herstellung von Kernschenkeln mit kreisförmigem Querschnitt zu erhalten, ist vorgeschlagen worden, den Kernschenkel aus evolventenförmig gekrümmten Blechen zusammenzusetzen, wobei die Krümmung einfach oder doppelt sein kann. Bei einem auf diese Weise hergestellten Kernschenkel wird der zylindrische Teil der Außenfläche im wesentlichen von Teilen der gekrümmten Flächen der einzelnen Bleche gebildet. Da die Streuflüsse zu und von einem auf diese Weise hergestellten Schenkel ebene Blechflächen passieren, entstehen große Wirbelstromverluste, vor allem in den Fällen, in denen man Schenkel für einen Reaktorkern mit Luftspalten herstellt und den Schenkel aus einer Anza.hl aufeinandergelegter kreisförmiger Kernteile, sogenannter Käsekerne, mit größeren oder kleineren Luftspalten zwischen den einzelnen Teilen aufbaut. Bei solchen Kernkonstruktionen ist zu beachten, daß der Streufluß Schneidkanten des Bleches passieren soll, um die Wirbelstromverluste niedrig zu heLten. Die bekannte Konstruktion führt zu allzu großen Verlusten, um praktisch anwendbar zu sein. Weiter ist das Krümmen der Bleche und das Zusammensetzen von Kernen oder Kernteilen allzu zeitraubend und teuer. Außerdem ist eine Nachbehandlung in Form einer Entspannungsgluhung erforderlich, da das Krümmen der Bleche eine Kaltbearbeitung

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!fach einem anderen Vorschlag wird ein teppichartiges Grundelement hergestellt, das in Spiralen zu einem im wesentlichen runden Kern gewickelt wird. TJm einen runden Kern zu erhalten, muß das teppichartige Grundeleraent an seinem äußeren Ende mit abnehmender Dicke hergestellt werden. Außer- . dem muß die länge des Elements bestimmt werden, damit der richtige Durchmesser des Kerns eingehalten wird, wenn das Element aufgerollt wird. g

Die Erfindung betrifft einen Eisenkern für induktive, elektrische Apparate, der aus mindestens einem Kernelement besteht, das im wesentlichen rund ist. Gemäß der Erfindung ist das Kernelement aus mehreren konzentrisch angeordneten Ringen aufgebaut, die aus einem Grundelement hergestellt sind, das aus einem biegsamen Trägsorgan und mehreren ebenen· und gleich großen Blechenaus magnetischem Material besteht, die mit einer Kante so an dem Trägerorgan befestigt sind, daß die Breite des Grundelements gleich der länge der Bleche und seine ™ Dicke gleich der Breite der Bleche ist.

Der Vorteil der Erfindung gegenüber den bisher angewandten Konstruktionen ist der, daß man das Grundelement in Form einer Meterware und alle verwandten Bleche in gleicher Form herstellen kann. Dies erlaubt eine weitgehende Hechanisierung der Arbeit bei der Herstellung des Grunde lenient s, gleichzeitig v/erden die Abfallverluste sehr verringert. Von der hergestellten Meterware v/erden passende Ländern r.li.^ecchnitten und zu

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ORJQiNAL

Ringen geformt, die konzentrisch angeorndet werden, bis das Kernelement den gewünschten Durohmesser hat.

.Bei einem Kernelement gemäß der Erfindung bestehen alle Außenflächen aus den Sohneidkanten der einzelnen Bleche. Dies reduziert die Wirbelstromverluste auf den niedrigstmöglichen Grad, was besonders vorteilhaft bei der bereits genannten Kernkonstruktion ist, bei der die Kernschenkel aus einer Anzahl aufeinandergestapelter, kreisförmiger, voneinander durch Luftspalte getrennter Kernelemente aufgebaut sind. Mit einem Kerneleiuent gemäß der Erfindung kann eine bestimmte Luftspalt strecke in mehrere Teilstrecken mit sehr niedrigen Wirbelstromverlusten aufgeteilt werden. Die Erfindung gibt also dem Konstrukteur erheblich größere Möglichkeiten als bisher, die notwendige Luftspaltg#_rstrecke in einem Kernschenkel aufzuteilen und gleichmäßig zu verteilen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Stück eines Grunc&ements gemäß der Erfindung,

ο Fig. 2 ein Kernelement, das aus einer Anzahl Ringe beco

stellt, die untereinander dieselbe radiale Ausdehnung¹

-^ haben und

^⁴ Fi,";. "'} eil] Kornelement, das miß einer Anzahl Ringe nut

fiiiah .-nißiMi zunehmender radiale?.· Ausdehnung 1ιγγ-·:ο-

BAD ORIGINAL

Das in Fig. 1 gezeigte Grundelement 1 "besteht aus einem biegbaren Trägerorgan 2, das aus Papier, Klebestreifen oder dergl. bestehen kann. Das Trägerorgan ist auf einer Seite mit Leim bestrichen, mit dem mehrere gleich große Bleche 3 mit einer Kante am Trägerorgan festgeklebt sind. Beim Festkleben sind die Bleche gegeneinandergepreßt, damit der bestmögliche Füllfaktor für den fertigen Kern erhalten wird.

Bei der Herstellung der in dem G-rundelement enthaltenen Bleche geht man zweckmäßigerweise von einem Band aus, dessen Breite gleich, der Breite der Bleche ist. Von diesem Band werden die Bleche abgeschnitten und mit den isolierten Flächen gegeneinander in ein Magazin eingesetzt. Das Magazin hat eine Preßvorrichtung, durch die das Blechpaket zusammengepreßt wird. Bine Längsseite des Magazins ist offen, so daß die Schnittflächen der Bleche freiliegen. Ein mit Leim bestrichenes Heftband wird gegen die freie Schnittfläche des Blechpaketes gepreßt, so daß alle einzelnen Bleche an dem Band haften bleiben. Das Heftband dient somit als Trägerorgan für die Bleche.

Fig. 2 zeigt ein kreisförmiges Kernelement, das aus einer Anzahl Ringe 4 hergestellt ist. Die Ringe bestehen aus ein und demselben frrundelement und haben daher dieselbe radiale Materialdicke.

Die Herstellung des Kernelementes geht so vor sich, daß man in ein Formwerkzeug mit den Außenabmessungen des fertigen

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BAD ORIGINAL

Kernelements ausgehend, von seinem Umfang, einen Ring nach dem anderen aus dem vorgefertigten Grundelement einlegt. Das Kernelement kann mit einem isolierenden Rohr 5 abgeschlossen werden, das das Mittelloch 6 umschließt. Der Abschluß kann auch aus einem zylinderförmigen Mittelteil bestehen, das zu dem Formwerkzeug gehört. Wenn das Kernelement fertig in dem Formwerkzeug liegt, wM ein losungsmittelfreies Harzbindemittel aufgegossen, das alle Hohlräume zwischen den Ringen und zwischen den einzelnen Blechen ausfüllt, so daß eine absolut kompakte Einheit entstehe. Um das Kernelement weiter zu verstärken, kann eine Bandage 7 um den Umfang des Elementes gelegt werden. Die Bandage kann aus isolierendem Material sein, z.B. aus Glasfiberband.

Man verwendet Harzbindemittel im Überschuß, so daß sich auf der Oberseite des Elementes eine dünne Harzschicht bildet. In diese Schicht werden Distanzplatten aus isolierendem Material gepreßt, die dann einen luftspalt zwischen zwei aufeinandergestapelten Kernelementen bilden. Dieser letzte Arbeitsgang wird nur angewandt, wenn der fertige Kern aus zwei oder mehreren Kernelementen zusammengesetzt ist und zwischen diesen ein Luftspalt sein soll. Der erforderliche luftspalt kann auch dadurch erreicht werden, daß man aus dem Harr/bindemittel auf der Oberseite des Kernelements direkt die erforderlichen Distanzelemente formt.

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In FIg. 3 ist ein Keriielement gezeigt, "bei dessen Herstellung man G-rundelemente mit verschiedener Dicke verwendet hat. Besonders "bei großen Durchmessern kann es vorteilhaft sein,
an der Außenseite dickere Ringe anzuordnen. In der Mhe der Mitte sollten schmale Ringe verwendet werden,, um den testen 3?üllfaktor zu erreichen.

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   M J Eisenkern für induktive elektrische Apparate, der aus mindestens einem im wesentlichen kreisförmigen Kernelement besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement aus mehreren konzentrisch angeordneten Ringen (4) aufgebaut und jeder Ring aus einem Grundelernent (1) hergestellt ist, das aus einem biegbaren Träger (2) und ebenen und gleichen großen Blechen (5) aus magnetischem Material besteht, die mit einer Kante so an dem Träger befestigt sind, daß die Breite des Grundelementes gleich der Länge und seine Dicke gleich der Breite der Bleche ist.
2. 2. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Ringe aus Grundelementen (1) mit derselben Dicke hergestellt sind.
3. 3. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Mitte des Kernelementes am nächsten liegenden Ringe aus Grundelementen (1) mit geringerer Dicke als die äußeren Ringe hergestellt sind.
4. 4. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennceicluiet, daß das Kernelement von einer den Umfang umschließenden Bandage (7) zusammengehalten wird.

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5. 5. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernelement mit einem HarzMndemittel, vorzugsweise einem lcamgsmittelfreien, getränkt ist.
6. 6. Eisenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Bisenkern, der aus zwei oder mehreren aufeinander gestapelten Kernelementen aufgebaut ist, zwischen den Kernelementen Distanzplatten (7) angeordnet sind. ä
7. 7. Eisenkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzplatten (7) in. Verbindung mit der Tränkung der Kernelemente aus Harzbindemittel hergestellt sind.

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