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Eisenkern für Transformatoren und Drosselspulen Sur Herstellung von
geschichteten Eisenkernen aus ungeteilten kornorientierten Blechen für Transformatoren,
Drosselspulen und dergl. hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Bleche für die
äußeren Schenkel sowie für die Joche mit einem einfachen Schrägschnitt, die Bleche
für die Mittelschenkel mit einem doppelten Schrägschnitt, der auch Pfeil- oder Dachschnitt
genannt wird, zu .versehen, da bei einer solchen Blechform die durch die Uberlappung
der Schenkel mit den Jochen bedingten Eisenverluste relativ gering bleiben.
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In Figur 1 ist eine solche Kernschichtform dargestellt, wobei - wie
auch in den folgenden Figuren - zwei abwechseld aufeinander folgende Blechlagen
gezeigt sind. Dabei ragen in die Jochbleche 1 und 2 bzw. 1' und 2 das ittelschenkelblech
3 bzw. 3' hinein. Der oppelpfeil bezeichnet jeweils die Walzrichtung, die gleichzeitig
die magnetische Vorzugsrichtung des kornorientierten Bleches ist. In der rechten
Figur sind durch die gestrichelten Linien die Schnittkanten der darunter liegenden
Blechlage angedeutet. Es ergeben sich somit nur verhältnismäßig schmale Gebiete
9, in denen Blechabschnitte aufeinander senkrecht stehender Walzrichtungen übereinanderliegen.
Dies erweist sich insofern als günstig, da die magnetischen Eigenschaften kornorientierter
Bleche in Walzrichtung und quer dazu sehr stark voneinander abweichen, so daß sich
in solchen übereinander liegenden Gebieten zwaagsläufig starke Fiußverschiebungen
von der ein in die andere Lage ergeben. Bekanntlich geht die Horizontalkomponente
der magnetischen Feldstärke an Grenzflächen stetig über, was zur Folge hat, daß
in dem Blech, in dem der Fluß in Walzrichtung verläuft, die Induktion wesentlich
größer ist als in einem anderen Blech, in dem der Fluß quer zu dieser Richtung verläuft,
weil dort ein wesentlich höherer magnetischer Widerstand vorhanden ist. Es ergeben
sich also umso geringere zusätzliche Verluste, je kleiner solche Uberlappungsstelen
mit unterschiedlicher Walz- bzw Orientierungsrichtung sind. Treffen in einem magnetischen
Knotenpunkt Flüsse verschiedener Richtung zusammen, so muß zur Erzielung eines verlustarmen
Eisenkernes
die Verteilung der Flüsse in die einzelnen Xernpakete
beachtet werden. Fur die Verzapfung des Joches mit dem Mittelschenkel hat sich die
in Figur 1 gezeigte Anordnung- als ein Optimum erwiesen, das die nied-rigsten Verluste
gewährleistet.
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Da bei Esenkernen für größere Leistungen der Schenkeldurchmesser oftmals
die Breite der lieferbaren Bleche übersteigt, ist man in diesen Fällen gezwungen,
in einer Schicht nebeneinander zwei parallel verlaufende Bleche aufzulegen, so daß
sich in dem Schenkel ein senkrecht zur Schichtebene verlaufender Spalt ergibt. In
manchen Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, diesen Spalt so breit auszuführen,
daß er zur Durchführung der Spannbolzen herangezogen werden kann.
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Auch kleinere Eisenkerne hat man zu diesem Zweck schon mit entsprechenden
Spalten versehen.
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In Figur 2 ist ein Sernabschnitt dargestellt, bei dem die Joche mit
ungeteilten Blechen ausgeführt sind, wahrend sich die erforderliche Schenkelbreite
bzw. der Schenkeldurchmesser nur durch die Verwendung zweier längsgeteilter Bleche
erreichen läßt. Die Jochbleche 1 und 2 bzw. 1' und 2' sind wie in Figur 1 mit einem
Schrägschnitt versehen. Auch ergeben sich die gleichen Uberlappungsflächen 9 wie
bei der Ausfuhrung gemäß Figur 1.Allerdings setzt sich der Spalt 5, der senkrecht
zur Schichtebene verläuft, und der , wie oben erwahnt, zur Aufnahme von Schenkelpreßbolzen
oder aber zur
Kühlung verwendet werden kann, bis in die Jochmitte
hinein fort, so daß sich an dieser Stelle eine Reduzierung des Jochquerschnittes
auf. etwa 50 % ergibt, was zu starken Ubersättigungen im Uberlappunsgebiet zwischen
Joch und Schenkeln besonders durch denjenigen Fluß führt, der fon dem linken in
den rechten Jochteil gelangen will. Ebenso ergeben sich Schwierigkeiten beim uebergang
des Flusses vom Jochen 1 bzw. 2 in den Schenkelabschnitt 4 bzw. 3.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei Eisenkernen, die
in den Schenkeln und gegebenenfalls auch in den Jochen senkrecht zur Schichtebene
verlaufende, sich über die gesamte Schenkel- bzw. Joch läge erstreckende Spalte
aufweisen und deren Joch- bzw. Schenkelbleche in den Endbereichen mit Schräg- bzw.
Pfeilschnitt versehen sind, die Eisenverluste in den tberlappungsgebieten der Schenkel
mit den Jochen zu reduzieren. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Spalt
in den Uberlappungsbereichen des Mittelschenkels mit dem oberen und unteren Joch
geschlossen ist.
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Zweckmäßigerweise kann dies dadurch geschehen, daß in den Uberlappungsbereichen
dreieckförmige bzw. trapezförmige Blechabschnitte wechselweise links und rechts
eingeschichtet werden. Die Blechabschnitte sind dabei so bemessen, daß sie wechselweise
sich überlappend den Spalt überbrücken.
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Eine andere Möglichkeit, den Spalt im ftb erlappungsbereich zu schließen,
besteht darin, daß man die Schenkelbleche in den Uberlappungsbe~reichen in Richtung
des Spaltes derart verbreitert, daß sie beim Einschichten den Spalt überlappend
schließen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Figuren
3 bis 9 naher erläutert. Figur 3 zeigt einen Xernausschnitt mit längsgeteilten Schenkelblechen
und nicht geteilten Jochblechen. Im Uberlappungsbereich der Schenkelabsind schnitte
3 und 6 mit den Jochblechen 1 und 2/trapezförmige Blechstücke 7 bzw. 7' vorgesehen,
die den Spalt an dieser Stelle überbrücken. Die Schenkelbleche 6 bzw. 6' stoßen
an diese Blechabschnitte 7 bzw. 7' an. Durch die abwechselnde Verschiebung der Blechabschnitte-
auf die rechte bzw. linke Kernhälfte ergibt sich aber auch eine normale tberlappung
der Bleche 6 und 7 mit 3 bzw. 6' und 7' mit 3'. Um die zusätzlichen Verluste an
dieser Überlappungsstelle so klein als möglich zu halten, ist es vorteilhaft, die
Stoßstelle 10 bzw. 10' in allen Kernpaketen verschiedener Breite, die übereinandergelgt
werden, genau senkrecht übereinander anzuordnen. Dadurch ergibt es sich, daß die
trapezförmigen Blechabschnitte in den verschiedenen Teilpaketen eines üblicherweise
abgestuften Kernes nicht völlig geometrisch ähnlich sind.
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Figur 4 zeigt einen ausschnitt aus einem Eisenkern, bei dem Schenkel
und Joch gleich breit sind. Die Jochbleche sind ebenso wie die Schenkelbleche der
Länge nach geteilt, wobei die einzelnen Teile mit 1a und 1b, 2a und 2b bzw.
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la' und 1b', 2a' und 2b' bezeichnet sind. Auch hier ist der Spalt
im Uberlappungsbereich durch die erfindungsgemäßen trapezförmigen Blechabschnitte
überdeckt.
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Figur 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Eisenkern, bei dem sowohl
im Schenkel als auch in den Jochen ein senkrecht zur Schichtebene verlaufender durchgehender
Spalt vorgesehen ist.
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Wie die Figur zeigt, läßt sich auch der iDx Joch vorhandene Spalt
durch die erfindungsgemäßen Blechabschnitte im Uberlappungsbereich schließen.
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Figur 6 zeigt eine Ausführung eines Eisenkernes, bei dem die zur Uberdeckung
des Spaltes vorgesehenen Blechabschnitte 7 im Schenkel rechts oben und links unten
in der gleichen Lage äbwechseln, oder aber sie können wie es in Figur 8 dargestellt
ist, in der gleichen Lage jeweils nur in einer Schenkelhälfte vorgesehen sein.
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Figur 7 zeigt einen Eisenkern, bei dem die Schenkelbleche mit den
für die Uberlappung erforderlichen Blechabschnitten zu einem Blech vereinigt sind,
so daß sich ein hammerkopfförmiges Blech 11 ergibt. Die hammerkopfförmigen Ansätze
können dabei sowohl einseitig als auch zweiseitig an den Schenkelblechen vorgesehen
sein, wobei sich im ersten Fall eine Schichtung gemäß Figur 7, im zweiten Fall eine
Schichtung gemäß Figur 9 ergibt. In Figur weisen die Schenkelbleche 12 zwei hammerkopfförmige
Ansätze auf, während die Schenkelbleche 13 an der dem Spalt 5 zugewandten Seite
eine durchgehende Schnittkante aufweisen.
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Die dargestellten Schnitt- bzw. Uberlappungskombinationen sind jeweils
um 450 gegen die Schenkel- bzw. Jochachse geneigt. Die Anwendung des Erfindungsgedankens
ist jedoch auch bei anderen Schnittwinkelkombinationen möglich. Ebenso können die
für die tberlappung des Spaltes erforderlichen Blechabschnitte in zweckmäßiger Weise
variiert werden.