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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet von Transformatoren, insbesondere einen Transformator und einen Wicklungsrahmen desselben.
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STAND DER TECHNIK
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Ein Transformator, der in einem Schaltnetzteil oder einer LED-Beleuchtung verwendet wird, umfasst in der Regel einen Rahmen, Spulen und einen an dem Rahmen montierten Eisenkern, wobei die Spulen eine primäre Spule und eine sekundäre Spule umfasst, die schichtweise an dem Rahmen aufgewickelt sind und jeweils durch Pins mit der Energieversorgung und der Belastung verbunden sind. Im Sinne des Engineerings soll die primäre und sekundäre Spulen eines Transformators elektrisch isoliert werden, und dazu soll ein Isolator zwischen den an dem Rahmen aufgewickelten primären und sekundären Spulen angeordnet werden, um die Spulen voneinander zu isolieren.
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Um die aufgewickelte Windungen auf die äußere Oberfläche des Rahmens zu begrenzen, ohne sie am Ende auszubreiten, wird üblicherweise an zwei Enden des Rahmens im Stand der Technik jeweils ein Begrenzungsvorsprung vorgesehen ist, so dass die Wicklungen eng an der äußeren Oberfläche des Rahmens zwischen den Begrenzungsvorsprüngen an den Enden begrenzt werden. Außerdem werden die Pins auf den Begrenzungsvorsprüngen an den Enden des Rahmens angeordnet, so dass zur Verbindung der Draht am Ende der primären Spule schräg nach oben zum Pin geführt werden soll. Da zwischen den sich vom Rahmen zum Pin erstreckenden Enden der primären Spule und der sekundären Spule kein Isolator zur Isolierung vorgesehen ist, ist es möglich, dass die Enden leicht mit der sekundären Spule kontaktieren oder der Abstand zwischen den Enden und der sekundären Spule kleiner als ein vorgeschriebener Sicherheitsabstand ist, was zu einem Sicherheitsrisiko führt. Zurzeit wird bei einigen Transformatoren dieses Problem durch die Anordnung einer zusätzlichen Hülse außerhalb der Spule oder einer Barriere gelöst, welche jedoch komplizierte Nachrüstung sowie zusätzliche Kosten der Zeit und Arbeitskräfte verursacht, was für die schnelle Zusammenstellung und Massenproduktion des Transformators ungünstig ist.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Um die oben genannten Probleme zu lösen, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Wicklungsrahmen eines Transformator bereitzustellen, welcher die Kontaktierung der sekundären Wicklung mit dem Draht am zum Pin führenden Ende der primären Wicklung des Transformators oder einen zu kleinen Abstand dazwischen, der die Sicherheitsvorschrift nicht erfüllen kann, vermeiden kann, was die Sicherheit des Transformators fördert.
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Aus diesem Grund wird in einem anderen Aspekt der Erfindung ein Wicklungsrahmen eines Transformator bereitgestellt, der Wicklungsrahmen einen Rahmenkörper für die Aufwicklung einer Spule sowie einen ersten und zweiten Verbindungsabschnitt, die an zwei Enden der Rahmenkörpers angeordnet sind, umfasst, wobei der Rahmenkörper mit einem Hohlraum für die Montage eines Eisenkerns versehen ist; wobei obere Enden des ersten und zweiten Verbindungsabschnitts jeweils mit mehreren Vorsprüngen und Pins versehen sind, wobei eine Nut zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen ausgebildet ist, wobei die Pins auf den Vorsprüngen angeordnet sind und der Hohlraum sich unter den Vorsprüngen befindet; wobei der Boden der Nut nicht höher als die Oberseite des Rahmenkörpers ist und die Nut mit der Oberseite des Rahmenkörpers verbunden ist, um einen Führungskanal, durch den ein Ende der Spule zum Pin geführt ist, auszubilden.
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Bevorzugt sind auf einem oberen Ende des ersten Verbindungsabschnitts fünf Vorsprünge nebeneinander angeordnet, d. h. ein erster, zweiter, dritter, vierter und fünfter Vorsprung, wobei auf dem ersten, zweiten, vierten bzw. fünften Vorsprung ein erstes, zweites, drittes, bzw. viertes Pin vorgesehen ist; und wobei zwischen den ersten bis fünften Vorsprüngen vier Nuten ausgebildet sind, d. h. eine erste, zweite, dritte und vierte Nut.
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Bevorzugt sind auf einem oberen Ende des zweiten Verbindungsabschnitts ein sechster Vorsprung und ein siebter Vorsprung nebeneinander angeordnet, wobei auf dem sechsten bzw. siebten Vorsprung ein fünftes und sechstes Pin vorgesehen ist; und wobei zwischen dem sechsten Vorsprung und dem siebten Vorsprung eine fünfte Nut ausgebildet ist.
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Bevorzugt ist auf die dem Rahmenkörper abgewandten Seiten des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Vorsprungs jeweils ein Begrenzer vorgesehen.
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Bevorzugt sind die erste, zweite, dritte und vierte Nut gewinkelt ausgebildet; wobei die erste Nut und die vierte Nut sowie die zweite Nut und die dritte Nut jeweils zur Mittellinie des dritten Vorsprungs symmetrisch angeordnet sind.
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Bevorzugt ist auf die dem Rahmenkörper zugewandten Seiten des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Vorsprungs eine Abrundung vorgesehen.
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Bevorzugt ist in der Mitte der fünften Nut eine Trennplatte vorgesehen.
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Bevorzugt ist auf die der fünften Nut zugewandten Seiten des sechsten und siebten Vorsprungs jeweils eine sich nach außen erstreckende Führungsausbuchtung vorgesehen.
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Bevorzugt sind der Rahmenkörper, der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt einstückig ausgebildet.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Transformator bereitgestellt, der eine primäre Spule, eine Hilfsspule, eine sekundäre Spule und einen oben beschriebenen Wicklungsrahmen umfasst.
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Im Vergleich zum Stand der Technik weist die vorliegende Erfindung die folgenden vorteilhaften Effekte auf:
- Bei dem erfindungsgemäßen Wicklungsrahmen eines Transformators sind obere Enden des ersten und zweiten Verbindungsabschnitts jeweils mit mehreren Vorsprüngen versehen und Nuten zwischen den benachbarten Vorsprüngen ausgebildet. Außerdem ist der Boden der Nut so ausgestaltet, dass er nicht höher als die Oberseite des Rahmenkörpers ist und die Nut mit der Oberseite des Rahmenkörpers verbunden ist, um eine einen Führungskanal, durch den ein Ende der Spule zum Pin geführt ist, auszubilden. So sind die Drähte an den zwei Enden der primären Spule jeweils durch die Führungskanäle der Nuten zu den Pins auf den Vorsprüngen geleitet und elektrisch mit den Pins verbunden. Dadurch kann die Kontaktierung des schräg nach oben gezogenen Drahtes am zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators mit der in der Nähe des ersten Verbindungsabschnitts befindlichen Seite der sekundären Spule oder einen zu kleinen Abstand dazwischen vermeiden, was die Isolierung des zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators von der sekundären Spule befördert und damit die Sicherheitsvorschrift erfüllt und die Sicherheit sowie die Lebensdauer des Transformators verbessert.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wicklungsrahmens eines Transformators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 2 zeigt eine Seitenansicht eines Wicklungsrahmens eines Transformators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bezugszeichenliste:
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- 10
- Rahmenkörper;
- 11
- Hohlraum;
- 20
- erster Verbindungsabschnitt;
- 21
- erster Vorsprung;
- 211
- erstes Pin;
- 212
- Begrenzer;
- 22
- zweiter Vorsprung;
- 221
- zweites Pin;
- 23
- dritter Vorsprung;
- 24
- vierter Vorsprung;
- 241
- drittes Pin;
- 25
- fünfter Vorsprung;
- 251
- viertes Pin;
- 26
- erste Nut;
- 27
- zweite Nut;
- 28
- dritte Nut;
- 29
- vierte Nut;
- 30
- zweiter Verbindungsabschnitt;
- 31
- sechster Vorsprung;
- 311
- fünftes Pin;
- 32
- siebterVorsprung;
- 321
- sechstes Pin;
- 33
- fünfte Nut;
- 34
- Trennplatte;
- 35
- Führungsausbuchtung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die konkreten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen und den Ausführungsbeispielen weiter beschrieben. Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen dazu, die Erfindung zu erklären, ohne den Rahmen der Erfindung zu beschränken.
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Es sollte darauf hingewiesen sein, dass die durch die Begriffe „zentral“, „vertikal“, „oben“, „unten“, usw. bezeichneten Richtung oder Positionierung jeweils in Bezug auf die in der jeweiligen Abbildung dargestellten Richtung oder Positionierung verwendet, um lediglich die Anmeldung zu schildern und ggf. die Schilderung zu vereinfachen. Mit diesen Begriffen wird weder impliziter noch explizit auf die Positionierung sowie die Ausgestaltung und Bedienung der betreffenden Vorrichtung oder des betreffenden Elements in einer vorbestimmten Positionierung hingedeutet, so dass sie hier keine Beschränkung der Anmeldung darstellen. Des Weiteren dienen die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. ausschließlich der Beschreibung, ohne die relative Wichtigkeit implizit oder explizit anzugeben.
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In 1 und 2 wird ein erfindungsgemäßer Wicklungsrahmen eines Transformators schematisch gezeigt, welcher einen Rahmenkörper 10, einen ersten Verbindungsabschnitt 20 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 30 umfasst. Dabei dient der Rahmenkörper 10 der Aufwicklung der Spulen, und der Rahmenkörper 10 ist mit einem Hohlraum 11 für die Montage eines Eisenkerns versehen. Der erste Verbindungsabschnitt 20 und der zweite Verbindungsabschnitt 30 sind jeweils mit zwei Enden des Rahmenkörpers 10 verbunden. An einer äußeren umlaufenden Wand des Rahmenkörpers 10 sind eine primäre Spule, eine Hilfsspule und eine sekundäre Spule schichtweise aufgewickelt, wobei als die innerste Schicht die primäre Spule (Lackdraht), als die mittlere Schicht die Hilfsspule (Lackdraht), die zur Versorgung der Energie und des Rückmeldungssignal an einen Steuerungschip verwendet wird, und als die äußerste Schicht die sekundäre Spule (dreilagiger isolierter Draht) ausgebildet ist. Wesentlicher ist es, dass obere Enden des ersten Verbindungsabschnitts 20 und des zweiten Verbindungsabschnitts 30 jeweils mit mehreren Vorsprüngen und Pins versehen sind, der Hohlraum sich unter den Vorsprüngen befindet, und eine Nut zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen ausgebildet ist. Die Enden der Drähte der primären Spule sind jeweils durch die Nuten zu den Pins auf den Vorsprüngen geleitet und elektrisch mit den Pins verbunden. Zudem ist der Boden der Nut nicht höher als die Oberseite des Rahmenkörpers 10 und die Nut ist mit der Oberseite des Rahmenkörpers 10 verbunden, um einen Führungskanal, durch den ein Ende der Spule zum Pin geführt ist, auszubilden. So kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Anordnung der Nuten die Verbindung des schräg nach oben gezogenen Drahtes am zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators, welche zur einer Kontaktierung oder einem zu kleinen Abstand zur äußeren sekundären Spule führt, vermeiden, was die Isolierung des zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators von der sekundären Spule befördert und damit die Sicherheitsvorschrift erfüllt und die Sicherheit sowie die Lebensdauer des Transformators verbessert.
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Insbesondere sind auf einem oberen Ende des ersten Verbindungsabschnitts 20 fünf Vorsprünge nebeneinander angeordnet, d. h. ein erster Vorsprung 21, ein zweiter Vorsprung 22, ein dritter Vorsprung 23, ein vierter Vorsprung 24 und ein fünfter Vorsprung 25, wobei auf dem ersten Vorsprung 21, dem zweiten Vorsprung 22, dem vierten Vorsprung 24 bzw. dem fünften Vorsprung 25 ein erstes Pin 211, ein zweites Pin 221, ein drittes Pin 241, bzw. ein viertes Pin 251 vorgesehen ist. Zwischen den ersten bis fünften Vorsprüngen 21-25 sind vier Nuten ausgebildet, d. h. eine erste Nut 26, eine zweite Nut 27, eine dritte Nut 28 und eine vierte Nut 29. Des Weiteren sind auf einem oberen Ende des zweiten Verbindungsabschnitts 30 ein sechster Vorsprung 31 und ein siebter Vorsprung 32 nebeneinander angeordnet, wobei auf dem sechsten Vorsprung 31 bzw. dem siebten Vorsprung 32 ein fünftes Pin 311 und ein sechstes Pin 321 vorgesehen ist. Zwischen dem sechsten Vorsprung 31 und dem siebten Vorsprung 32 ist eine fünfte Nut 33 ausgebildet. Bevorzugt ist in der Mitte der fünften Nut 33 eine Trennplatte 34 vorgesehen, welche die Isolierung des Eingangs vom Ausgang der sekundären Spule erleichtert. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Rahmenkörper 10, der erste Verbindungsabschnitt und zweite Verbindungsabschnitt einstückig ausgebildet und aus Bakelit durch Spritzgießen hergestellt. Es sollte verstanden werden, dass die Verbindung der Pins mit den Vorsprüngen auch während des Spritzgießens realisiert werden kann.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung wird ferner ein Transformator bereitgestellt, der eine primäre Spule, eine Hilfsspule, eine sekundäre Spule und einen oben beschriebenen Wicklungsrahmen umfasst. Bei der Montage des Transformators wird zunächst die primäre Spule und dann die Hilfsspule auf der äußeren umlaufenden Wand des Rahmenkörpers 10 aufgewickelt, danach wird außerhalb der Hilfsspule eine Isolierschicht bekleidet, und schließlich wird die sekundäre Spule über der Isolierschicht aufgewickelt. Insbesondere ist der Eingang der primären Spule durch die erste Nut 26 mit dem ersten Pin 211, der Ausgang der primären Spule durch die zweite Nut 27 mit dem zweiten Pin 221, der Eingang der Hilfsspule durch die dritte Nut 28 mit dem dritten Pin 241, und der Ausgang der Hilfsspule durch die vierte Nut 29 mit dem vierten Pin 251 elektrisch verbunden. Der Ausgang bzw. der Eingang der sekundären Spule ist auf jeweils einer Seite der Trennplatte 34 in der fünfter Nut 33 mit dem fünften Pin 311 bzw. dem sechsten Pin 321 elektrisch verbunden. Es sollte verstanden werden, dass der Transformator mit einem oben beschriebenen Wicklungsrahmen dieselbe technische Wirkung wie bei dem erfindungsgemäßen Wicklungsrahmen erreichen kann, was hierbei nicht mehr darauf eingegangen wird.
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Als eine bevorzugte Ausführungsform ist auf die dem Rahmenkörper 10 abgewandten Seiten des ersten Vorsprungs 21, des zweiten Vorsprungs 22, des dritten Vorsprungs 23, des vierten Vorsprungs 24 und des fünften Vorsprungs 25 jeweils ein Begrenzer 212 vorgesehen, so dass der Eingänge und Ausgänge der primären Spule und Hilfsspule entlang des Bodens der Nuten auf den unteren Enden der Begrenzer 212 aufgewickelt und dann mit den jeweiligen Pins verbunden wird. (Beispielsweise kann sich der Eingang der primären Spule eng entlang der Oberseite des Rahmenkörpers 10 bis zum Boden der ersten Nut 26 und dann horizontal entlang des Bodens der ersten Nut 26 erstrecken, anschließend den Boden des Begrenzers 212 umgehen, und schließlich zum ersten Pin 211 verbunden werden. Die Anordnung des Begrenzers 212 kann die Position des Eingangs der primären Spule in der vertikalen Richtung begrenzen, so dass er nicht unmittelbar in der ersten Nut 26 schräg nach oben gezogen wird, um die Kontaktierung mit der in der Nähe des ersten Verbindungsabschnitt 20 befindlichen Seite der sekundären Spule oder einen zu kleinen Abstand zu vermeiden.) Vorzugsweise ist auf die der fünften Nut 33 zugewandten Seiten des sechsten Vorsprungs 31 und des siebten Vorsprungs 32 jeweils ein sich nach außen erstreckender Begrenzer 35 vorgesehen, so dass sich der Eingang und Ausgang der sekundären Spule entlang des Bodens der fünften Nuten 33 nach außen erstrecken, das untere Ende des Begrenzers 35 umgehen, und dann mit den entsprechenden fünften Pin 311 und sechsten Pin 321 verbunden werden.
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Basierend auf dem oben beschriebenen Aufbau sind die erste Nut 26, die zweite Nut 27, die dritte Nut 28 und die vierte Nut 29 gewinkelt ausgebildet, wobei die erste Nut 26 und die vierte Nut 29 sowie die zweite Nut 27 und die dritte Nut 28 jeweils zur Mittellinie des dritten Vorsprungs 23 symmetrisch angeordnet sind, so dass die Anordnung der Eingänge und Ausgänge der primären Spule und der Hilfsspule erleichtert, um die Drähte voneinander separat ohne Kontaktierung zu positionieren, was die Sicherheit des Transformators weiter gewährleistet. Auf die dem Rahmenkörper 10 zugewandten Seiten des ersten Vorsprungs 21, des zweiten Vorsprungs 22, des dritten Vorsprungs 23, des vierten Vorsprungs 24 und des fünften Vorsprungs 25 sind jeweils eine Abrundung vorgesehen, um die Abstände zwischen den einzelnen Drahtenden zu vergrößern.
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Es sollte verstanden werden, dass im Stand der Technik die Spannungsumwandlung bei einem Transformator durch die Zusammenwirkung einer primären Spule, einer Hilfsspule und einer sekundären Spule hinlänglich bekannt ist und hierbei nicht mehr darauf eingegangen wird.
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Zusammengefasst sind bei dem erfindungsgemäßen Wicklungsrahmen eines Transformators Vorsprüngen an den oberen Enden des ersten und zweiten Verbindungsabschnitts und Nuten ausgebildet, und die Enden der Drähte der primären Spule sind jeweils durch die Nuten zu den Pins auf den Vorsprüngen geleitet und elektrisch mit den Pins verbunden. So kann die Kontaktierung des schräg nach oben gezogenen Drahtes am zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators mit der in der Nähe des ersten Verbindungsabschnitts befindlichen Seite der sekundären Spule oder einen zu kleinen Abstand dazwischen vermeiden, was die Isolierung des zum Pin führenden Ende der primären Spule des Transformators von der sekundären Spule befördert und damit die Sicherheitsvorschrift erfüllt und die Sicherheit sowie die Lebensdauer des Transformators verbessert. Ein solcher Transformator kann leicht angewandt und weit verbreitet werden.
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Oben wurden nur die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass die Fachleute weitere Verbesserungen und Substitutionen ausführen können, ohne sich den Rahmen des technischen Prinzips der Erfindung zu entfernen, und dass diese Verbesserungen und Substitutionen auch im Schutzbereich der Erfindung enthalten werden.
