DE2040681A1 - Jacket core inductor for lights - Google Patents
Jacket core inductor for lightsInfo
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Description
Mantelkerndrosselspule für Leuchten Sheath core choke coil for lights
Die Erfindung betrifft eine Mantelkerndrosselspule, vorzugsweise für Yorsehaltgeräte für Leuchten, deren Querschnitt weitgehend ein quadratisches Profil von vorgegebenen Abmessungen darstellt. The invention relates to a jacket-core choke coil, preferably for Yorsehaltgeräte for lights, their cross-section largely represents a square profile of given dimensions.
Zur Stabilisierung und Begrenzung des Stromes in Leuchten werden in der Regel Hantelkerndrosselspulen benutzt. Da in den Gehäusen der Leuchten nur beschränkte Platzverhältnisse gegeben sind, sind die Profil-Querschnittsabmessungen der Mantelkerndrosselspule im allgemeinen vorgegeben. Um nun eine ausreichende Induktivität zu erhalten, werden die Maritelkerndrosselspulen langgestreckt ausgeführt. Dabei ergibt sich der Nachteil, dass gerade durch diese langgestreckte Porm eine erhöhte Materialmenge benötigt wird. Besonders durch die Erhöhung der Kupfermenge-werden die Gesamtkosten für die Herstellung einer Mantelkerndrosselspule wesentlich erhöht.To stabilize and limit the current in luminaires dumbbell core chokes are usually used. As there is only limited space in the housing of the luminaires are given, the profile cross-sectional dimensions of the jacket core choke coil are generally given. In order to get a sufficient inductance, the Maritel core inductors are designed to be elongated. This has the disadvantage that precisely because of this elongated shape, an increased amount of material is required. Especially by increasing the amount of copper, the total cost will be increased for the production of a sheath core choke coil significantly increased.
Wegen der genormten Profil-Querschnittsabmessungen lassen sich gewisse Grundsätze, die zu einer optimal niedrigen Materialmenge führen, nur sehr schwierig verwirklichen, wie man bei Betrachtung der schon bekannten Mantelkerndrosselspulen erkennt. Optimale Induktivität einer Spule bei kleinster Drahtlänge, also bei geringstem Kupferaufwand, lassen sieh nur dann erreichen, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: zum einen soll die Wickelbreite gleich der Wickelhöhe sein, und zum anderen soll die Spulenflache kreisförmig ausgebildet sein, wobei der mittlere Radius der Spulenwioklung ll/ötel der Wickelbreite beträgt. (Handbuch für Hochfrequent- und Elektrotechniker, Band 1, Seite 251, 1949, Verlag für Radio-Photo- und ICinotechnik GmbH., Berlin)Because of the standardized profile cross-sectional dimensions certain principles that result in an optimally low amount of material lead, only very difficult to realize, as can be seen when looking at the already known jacket core choke coils. Optimal inductance of a coil with the smallest wire length, So with the least amount of copper, just take a look Achieve when two conditions are met: on the one hand the winding width should be equal to the winding height, and for other the coil area should be circular, where the mean radius of the coil winding ll / ötel der Winding width is. (Manual for high frequency and Electrical Engineer, Volume 1, Page 251, 1949, Publishing House for Radio-Photo- and ICinotechnik GmbH., Berlin)
PM A (IKJ PM A (IKJ
BAD ORIQlMALBATHROOM ORIQlMAL
Eine bekannte Ausführung einer Mantelkerndrosselspule besteht aus einem Innenkern aus lameliierten Blechen mit einem Luftspalt und einem aua 4 Blechpaketen aufgebautem Außenkern, welche durch eine Blechummanteliuig zusammengehalten werden. Dabei ist die Wicklung der MantolkerndrosselspuTe wegen des genormten Querschnittes so angeordnet, daß sie den gesamten Innenkern quer umschließt und nur die beiden Stirnflächen freiläßt. Die Wickelbreite ist hier wesentlich größer als die Y/ickelhöhe, Das hat zur Folge, daß der Kupferanteil einen sehr großen Prozentsatz am gesamten Materialaufwand ausmacht.There is a known embodiment of a sheath core choke coil from an inner core made of laminated metal sheets with an air gap and an outer core made up of 4 sheet metal stacks, which are held together by a sheet metal casing. The winding of the sheathed core choke coil is standardized because of the Cross-section arranged so that it encloses the entire inner core transversely and only leaves the two end faces free. the The winding width is here much larger than the Y / ickelhöhe, The consequence of this is that the copper content makes up a very large percentage of the total cost of materials.
Des weiteren ist eine Liatelkerndrosselspule bekannt geworden (CH-PS 477 075), deren Spulen, bei langgestreckter, äußerer Form mit genormtem Profilquerschnitt, einen dreieckförmigen Wicklungsquerschnitt aufweist. Der Wicklungsdraht i3t in zwei Öffnungen angeordnet, die sich parallel zur Längsachse erstrecken, und umschließt den Innenkern an seinen Stirnenden. Die Kernbleche des Innenkerns sind quer zur Längsache geschichtet, und bilden eine rechteckige Spulenf.lache. Diese Spulenfläche verläuft in Richtung der Profil-Querschnittsdiagonalfläche, die aus der Diagonalen des Profilquerschnittes und der Längsachse der Mantelkerndrosselspule gebildet wird. Der Materialanteil an Kupfer ist zwar etwas niedriger als der der Ausführung der DPS 972 815. So ist die Kupfermenge der Mantelkerndrosselspule der CH-PS 477 075 um 39 °ß> geringer als die der Mantelkerndrosselspule der DPS 972 815, wenn die Kupfermenge dieser als 100 cfo angesehen wird. Als weiterer Nachtfeil ist noch zu erwähnen, daß die Herstellung des Außenkerns, bestehend aus gebogenen Blechen, verhältnismäßig aufwendig ist. Insbesondere bereitet die Einschließung der Mantelkerndrosselspule mit einem oder mehreren Biochen mid die Einstellung den Iiuftspaltes Schwierigkeiten, da beides nur mit maschineller Kraft erfolgen kann.Furthermore, a Liatel core choke coil has become known (CH-PS 477 075), the coils of which have a triangular winding cross-section with an elongated, external shape with a standardized profile cross-section. The winding wire is arranged in two openings which extend parallel to the longitudinal axis and encloses the inner core at its front ends. The core sheets of the inner core are layered across the longitudinal axis and form a rectangular coil area. This coil surface runs in the direction of the profile cross-sectional diagonal surface, which is formed from the diagonal of the profile cross-section and the longitudinal axis of the jacket-core choke coil. The material content of copper is slightly lower than that of the version of the DPS 972 815. The amount of copper in the jacket-core choke coil of CH-PS 477 075 is 39 ° ß> lower than that of the jacket-core choke coil of the DPS 972 815, if the amount of copper is more than 100 c fo is viewed. Another disadvantage to be mentioned is that the production of the outer core, consisting of bent metal sheets, is relatively expensive. In particular, the inclusion of the jacket core choke coil with one or more bioches and the adjustment of the air gap causes difficulties, since both can only be done with mechanical power.
Eo ist weiterhin eine Mantelkernurosöelspule vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 16 13 568.5-32, noch nicht bekanntge- j macht), deron in den Außenkern eingesetzte SpuleuwicklungA clad-core uros oil coil has also been proposed (Patent application P 16 13 568.5-32, not yet known power), the coil winding inserted into the outer core
209809/0730209809/0730
«κ μη > α.-λ, BAD ORIQINAL«Κ μη> α.-λ, BAD ORIQINAL
als Scheibenspule ausgeführt ist und abgewinkelte Wickelköpfe
aufweist· Das Verhältnis von Wickelhöhe zu .Wickelbreite ist
hierbei größer als 2· Die Maßnahmen dieser Ausführung führen
zwar zui einer gewissen Eupfereinsparung, haben jedoch den
lTachteil der schwierigen Fertigung der abgewinkelten Spule
zur Folge. Die Estpfernenge dieser Mantelkerndrosselspule ist
um fast 59^ geringer als die der Mantelkerndrosselspule der
DPS 972 815»'.-bezogen auf deren Kupfermenge alsis designed as a disc coil and angled winding heads
· The ratio of winding height to .winding width is
here greater than 2 · The measures of this execution result
toi a certain amount of energy savings, but have the
Disadvantage of the difficult manufacturing of the angled coil
result. The ester strength of this sheath core reactor is
by almost 59 ^ less than that of the jacket core choke coil of the
DPS 972 815 »'.- based on their amount of copper as
Ziel der Erf induing ist eine ManiELkerndrosselspule, bei der bei
gleicher Induktiv!tat unter Einhaltung eines vorgegebenen
Profilquersehnittes die Materialmenge, insbesondere die Kupfermenge
f weiter verringert ist.The aim of the Erf induing is a ManiELkkernelrossel
same inductive act while observing a given
Profile cross section the amount of material, in particular the amount of copper f is further reduced.
Die erfindungggersäße üosung der Aufgabe besteht darin, die
Kernbleclie parallel zu einer Prof ilquer-schnittsdiagonalebene
zu schichten rand zwei den Innenkern begrenzende Öffnungen
quer zu den Kemfeleeiien vorzusehen, in der die Spulenwicklung
angeordnet ist» Dadurch wird es möglich, die Innenkernfläche ;
einer .Kreisfläche weitgehend anzunähern. Praktisch führt man j
sie als ein η-Eck mit n>4 Ecken aus, vorzugsweise als 6- oder
8-Eck, oder als Ellipse. Bei gleichem Flächeninhalt wie ein
Rechteck ergibt sich'durch Verwendung eines 6- oder 8- Ecks j
eine Verkürzung der Windungslänge wegen des verringerten Um- ·
fanges, also eine Verringerung der Kupfermenge für vorgege- !
bene Inäiiktivität. Insgesamt wird die Kupfermenge einmal da- i
durch verkleinert» iaß der Umfang eines 6- oder 8-Ecks klei- ·.
ner ist, und zum anderen dadurch, daß bei gleichem vorgege- j
benem Spulenwiderstaad der Leiterquerschnitt verringert wer- ;
den kann. Beispielsweise erhält man für eine .Mantelkerndrosselspule.--der
.gleichen. Baten wie die der vorig erwähnten eine J
'Kupferverringenmg: ua 69p9 bezogen auf die Kupfermenge der
I'Iantelkerndrosselspiae der DPS 972 815 alo 100$.The solution of the task according to the invention consists in the
Core sheet parallel to a profile cross-sectional diagonal plane
to be layered edge two openings delimiting the inner core
to be provided across the Kemfeleeiien in which the coil winding
is arranged »This makes it possible to use the inner core surface; to approximate a circular area to a large extent. In practice, it is designed as an η-vertex with n> 4 vertices, preferably as a 6- or
Octagonal, or as an ellipse. With the same area as a
Rectangle, the use of a hexagon or octagon j results in a shortening of the winding length because of the reduced circumference, i.e. a reduction in the amount of copper for the given! very inactivity. Overall, the amount of copper is reduced by this - ie the circumference of a hexagon or octagon is small. ner is, and on the other hand, in that the conductor cross-section is reduced with the same predetermined coil resistance; can. For example, for a .sheath core choke coil .-- the .the same. Asked for a copper reduction like the one mentioned above: among other things, 69p 9 based on the amount of copper
I'Iantelkerndrosselspiae the DPS 972 815 alo $ 100.
-Γ I-Γ I
Anhand lieiliegeiider Seichnungen werden weitere Ausführungsbci™ . spiele der Erfiaiimg erläutert. Dabei zeigen . iBased on the drawings below, further designs are made. games of the result explained. Show it. i
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BADBATH
Fig. 1Fig. 1
Pig. 2 und Fig. 4Pig. 2 and 4
Fig. 5Fig. 5
Pig. 6 und Fig. 8Pig. 6 and 8
Fig. 9Fig. 9
Fig. 10 und Pig. 12. bis Fig.Fig. 10 and Pig. 12. to Fig.
eine perspektivische Ansicht einer Mantelkerndrosselspule mit Teilfugea perspective view of a sheath core choke coil with Parting line
Schnitt AA bzw. Schnitt BB zu Pig.1Section AA or section BB to Pig.1
Kernbleche für eine Mantelkerncirosselspule der Ausführung nach Fig. 1Core sheets for a sheathed core cirosel coil the embodiment according to FIG. 1
eine Ausführung einer Mantelkerndroaselspule ohne·Teilfugean embodiment of a sheath core coil without parting line
Schnitt AA und Schnitt BB zu Pig. 4Section AA and section BB to Pig. 4th
Außenkernblech einer Mantelkerndrosselspule der*Pig. 5Outer core of a jacket core choke coil of the * Pig. 5
Kernblech für einen Kern einer Mantelkerndrosselspule von ungeteilter AusführungCore sheet for a core of a cladding core choke coil of undivided execution
Außenkern mit gestufter Breite bzw. LängeOuter core with stepped width or length
verschiedene Ausführungen des V/icklungsquerschnittes unddifferent versions of the winding cross-section and
Gesamtansicht einer Mantelkerndrosselspule mit Befe3tigungsträgern. General view of a jacket core choke coil with mounting brackets.
Bei einer ersten Ausführung einer Mantelkerndrosselspule für einen vorgegebenen Profilquerschnitt 14 (Fig. 1 bis 3) besteht der Kern aus insgesamt zwei Teilkernen 1 und 2, die um die Spulenwicklung 4 herum angeordnet ist· Die Bleche 5 und 6 (Fig. 4) liegen parallel zu einer Querschnittsprofildiagonalebene, die aus einer Diagonale dee Profilquerschnitts und der Längsachse der Mantelkerndrosselspule gebildet wird, und senkrecht dazu sitzt die Spulenwicklung 4 mit der von ihr eingeschlossenen Innenkernflache, die eine 8-eckige Porm aufweist. Die Befestigung der Teile untereinander erfolgt mit bekannten Mitteln. An den äußeren Stirnseiten befindet sich eine magnetische Stoßfuge (Außenluftspalt) 7.In a first embodiment of a jacket-core choke coil for a predetermined profile cross-section 14 (FIGS. 1 to 3) the core made up of a total of two partial cores 1 and 2, which is arranged around the coil winding 4. The metal sheets 5 and 6 (Fig. 4) lie parallel to a cross-sectional profile diagonal plane, which consists of a diagonal dee profile cross-section and the longitudinal axis of the jacket core choke coil is formed, and perpendicular to it sits the coil winding 4 with the enclosed by it Inner core surface, which has an octagonal shape. The parts are fastened to one another using known means. There is a magnetic one on the outer end faces Butt joint (outside air gap) 7.
Eine weitere Ausführung (Fig. 5 bis 7) ist so gestaltet, daß der Mantelteil 8 de3 Kerns aue rechteckigen, mi't einer viereckigen, insbesonders rechteckigen oder leiuht trapezförmigen Ausnehmung 9 versehenen Blechen 10 besteht, in die die opulenwicklung 4 ntit Innenkern 11 eingesetzt werden kann. DadurchAnother embodiment (Fig. 5 to 7) is designed so that the shell part 8 de3 core aue rectangular, with a square, especially rectangular or trapezoidal There is recess 9 provided sheet metal 10, in which the opule winding 4 ntit inner core 11 can be used. Through this
— 5 —- 5 -
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
entstehen zwei Teilluftspalte 12 und 13. Die Ausnehmung 9 wird deshalb leicht trapezförmig ausgeführt, um durch einfaches manuelles Hin- und Herschieben die beiden Teilluftspalte 12, 13 einstellbar zu machen. Der Innenkern 11 wird vorteilhaft aus laiaellenförmig angeordneten Blechen 10 aufgebaut, deren Schichtung einen Winkel zu der Schichtung der Außenkernbleche aufweist. Dadurch wird die Verteilung des magnetischen Flusses verbessert. Fertigt man die Bleche des Innenkerns aus magnetisch hochwertigerem Material als die des Außenkerns, danti erhält man bei erhöhter Induktion eine kleinere Innenkernfläche und damit wiederum eine Kupfereinsparung. In vorteilhafter Weise legt man die magnetische Vorzugsrichtung der Bleche in Richtung der Spulenachse. Feben einer Verwendung von lamellierten Blechen für den Innenkern kann auch gewickeltes Bandmaterial verwendet werden. Des weiteren kommen auch Matoialien wie Eisenpulver .in Frage, also ganz allgemein Verbundmaterialien mit höherer magnetischer Permeabilität als Luft. two partial air gaps 12 and 13 are created. The recess 9 is therefore slightly trapezoidal so that the two partial air gaps can be opened by simply moving them back and forth manually 12, to make 13 adjustable. The inner core 11 is advantageously constructed from metal sheets 10 arranged in the shape of a layman, the stratification of which is at an angle to the stratification of the outer core laminations. This will reduce the distribution of the magnetic Improved flow. If the sheets of the inner core are made of magnetically higher quality material than that of the Outer core, danti one obtains a smaller one with increased induction Inner core area and thus, in turn, a saving in copper. The preferred magnetic direction of the metal sheets is advantageously placed in the direction of the coil axis. Feben one Use of laminated metal sheets for the inner core can wound tape material can also be used. Furthermore, materials such as iron powder are also possible, i.e. completely generally composite materials with higher magnetic permeability than air.
Eine vorteilhafte Ausführung der einzelnen Bleche besteht darin (Fig. 10 und 11), sie hinsichtlich ihrer Länge und Breite unterschiedlich zu machen und sie so zusammenzusetzen, daß ihre Außenkontur an der Schmal- und Breitseite gestuft ist. Dadurch wird eine merkbare Einsparung an Eisen bewirkt; die Mantelkerndrosselspule wird insgesamt leichter.An advantageous embodiment of the individual sheets consists in this (Figs. 10 and 11), them in terms of their length and width to make them different and put them together in such a way that its outer contour is stepped on the narrow and broad side. This results in a noticeable saving in iron; the Sheath core choke coil becomes lighter overall.
Eine weitere Ausführung des Kerns zeigt Fig, 9, Hier sind die \ Keriibleche'mit einer hantelförmigen Ausstansung versehen, in ! die nach Zusammensetzen der Bleche zu einem Blechpaket ein j Spulenkörper durch Drehung über einen äußeren Antriebsmechanis- j muscder bei geringerer Windungszahl der Wicklungsdraht durch Einfädeln eingebracht wird.A further embodiment of the core shows, 9, Here are provided the \ Keriibleche'mit a dumbbell Ausstansung in! which, after the metal sheets have been assembled to form a laminated core, a bobbin is inserted by threading through an external drive mechanism with a lower number of turns of the winding wire.
Der Querschnitt der Spulenwicklung ist rechteckig, vorteilhaft quadratisch, gestaltet, weil sich dadurch eine intensive magnetische Kopplung von Windung zu Windung ergibt (Fig. 12). Dabei reich 3n dia Wicklungskopfe über den Kern hinaus, be-The cross section of the coil winding is rectangular, which is advantageous square, designed because it creates an intense magnetic Coupling from turn to turn results (Fig. 12). Thereby 3n dia winding heads extend beyond the core, loading
2098O9/073"Ö "2098O9 / 073 "Ö"
t',.1 ·1 ί I UU t ',. 1 · 1 ί I UU
ί finden sich ,jedoch noch innerhalb des quadratischen Quer— ! schnittsprofils. Der eiaenfreie Raum wird auf diese Weise zusätzlich ausgenutzt.ί can be found, but still within the square cross— ! cutting profile. The egg-free space is also used in this way.
Im allgemeinen werden die Spulenwicklungen mit Runddrahtleitern ausgeführt. Daneben kann man aber auch Bandleiter verwenden, wodurch je nach Windungszahl eine erhebliche Mehrausnutzung gegenüber Rundleiter an verfügbarem Wicklungsraum gewonnen wird. Außerdem kann dann als Leitermaterial ein preisgünstigerer Werkstoff benutzt werden. Zur -ärzielung eines besseren Füllfaktors werden Spulen mit höherer Windungszahl in 2- oder 4-teiliger Ausführung (Fig. 11) gefertigt. Die Zu- oder Ableitung der Wicklung kann oben erfolgen, wenn die Teilwicklungen in entgegengesetztem Sinne gev/ickelt ausgeführt sind.In general, the coil windings are made with round wire conductors. In addition, you can also use tape conductors, whereby, depending on the number of turns, a considerable increase in utilization of the available winding space is gained compared to round conductors. In addition, a conductor material can then be used cheaper material can be used. To achieve a Coils with a higher number of turns are required with a better fill factor manufactured in 2 or 4 parts (Fig. 11). The winding can be fed in or discharged from above, if the partial windings are wound / wound in the opposite direction are.
Zwecks besserer Isolation gegen eine metallische Abdeckung kann die Spule nicht nur rechteckig, sondern vorteilhaft trapezförmig (Fig.14) bzw. dreiecksförmig (Fig. 15) gewickelt werden. For the purpose of better insulation against a metallic cover, the coil can not only be rectangular, but advantageously trapezoidal (Fig. 14) or triangular (Fig. 15).
Eine weitere Ausführung der Spule (Zeichnerisch nicht dargestellt) besteht darin, um die Wicklung mit Innenkern einen aus zwei übereinandersteckbaren Schalen bestehenden Isolierkörper aus gut isolierendem Material anzuordnen. Dabei ist der Innenkern an dm Luftspalten gegen den Außenkern sehr gut isoliert. Das hat zur Folge, daß die Isolationsschicht zwischen Irm&nkern und Wicklung relativ dünn ausgeführt werden kann; dadurch v/ird der Umfang der Spule verringert, was ebenfalls zu einer Kupfereinsparung führt. Ohne speziellen Spulenkörper kann durch verbesserten Wärmekontakt zwischen Spule und Außenkern die zu benötigende Menge Kupfer weiter verringert werden.Another version of the coil (not shown in the drawing) consists of an insulating body consisting of two shells that can be plugged one on top of the other around the winding with the inner core to be arranged from well-insulating material. The inner core is very well insulated from the outer core at the air gaps. This has the consequence that the insulation layer between Irm & nkern and winding can be made relatively thin; this reduces the circumference of the coil, which also leads to a Copper saving leads. Without a special bobbin, the improved thermal contact between the coil and the outer core can cause the required amount of copper can be further reduced.
Zur Befestigung einer Mantelkerndrosoelspule in ein Gehäuse für Entleulurißslampon kann vorteilhaft das mittlere Blech ueö Außenkerns benutzt werden. Dabei besttnt dieses Blech auu dik-For fastening a sheathed core solenoid coil in a housing for Entleulurißslampon can advantageously ueö the middle sheet Outer core can be used. This sheet confirms
209809/0730 209809/0730
m,«,,.«™,, BADORIQINALm, «,,.« ™ ,, BADORIQINAL
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kerem, jedoch magnetisch einwandfreiem Material. Es ist länger 'kerem, but magnetically perfect material. It's longer '
als die anderen Bleche, und ragt über die Drosselspule hinaus, ithan the other sheets, and protrudes beyond the choke coil, i
Durch Umbiegen und Torsehen von Aus'nehmungen kann die Drossel- j spule auf einer geeigneten Unterlage befestigt werden.By bending over and by looking at the recesses, the throttle j spool must be attached to a suitable surface.
2 ΰ 9 ö U BTtT7TÖ2 ΰ 9 ö U BTtT7TÖ
1 ii'ü !C-1XCKf*1 ii'ü! C- 1 XCKf *
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